Brevet FR2730509A1 — publié le 19960814

BARRAGE FLOTTANT La présente invention concerne un barrage flottant destiné notamment à retenir des corps solides flottants entraînés par un courant. De tels barrages de rétention sont utilisés dans le cadre de l'amélioration de l'environnement et de la lutte contre la pollution des rivières, en particulier pour éliminer les détritus et autres déchets indésirables flottant à la surface des rivières, cours d'eau ou analogues. Ces barrages de rétention des corps flottants sont disposés en travers du courant soit de façon à fermer totalement le cours d'eau, soit dans le cas de cours d'eau navigables en épi à partir de la rive à des emplacements convenablement choisis sur les biefs à partir d'études hydrodynamiques. Ces barrages sont également utilisés pour récupérer les arbres flottants, notamment les arbres déracinés lors des crues, et dérivant dans le courant des rivières afin de soulager le dégrillage (notamment le dégagement des grilles de protection) des barrages fixes de régulation de rivière et/ou de production d'électricité. Les déchets et autres corps solides flottants retenus par ces barrages sont évacués à intervalles réguliers. A titre d'exemple de réalisation connue, le brevet français FR 2 675 828 décrit un barrage incorporant un dispositif formant vanne, constitué d'une structure rigide à porte escamotable, et permettant l'évacuation des déchets au travers du barrage vers une barge ou tout autre engin de récupération sans démonter ou déplacer le barrage. Malgré les progrès indéniables apportés par les barrages de rétention dans le cadre de l'amélioration de l'environnement, l'accumulation des déchets retenus par les barrages en amont de ceux-ci entre deux opérations d'évacuation/récupération des déchets pose parfois un problème d'atteinte au paysage, en particulier dans les cas où les emplacements retenus pour les barrages d'après des critères hydrodynamiques sont particulièrement exposés à la vue du public, par exemple en centre urbain ou le long de berges aménagées en lieu de promenade et/ou de récréation. L'invention a pour but d'apporter une réponse satisfaisante à cet inconvénient. A cet effet, l'invention propose un barrage flottant destiné notamment à retenir les corps solides flottants entraînés par un courant, caractérisé en ce qu'il comporte une structure flottante de regroupement et de rétention desdits corps flottants, définissant une aire de stockage pour ces derniers, ladite structure flottante étant équipée de moyens formant écran adaptés pour dissimuler tout ou partie de l'aire de stockage. Comme il apparaîtra dans la description ci-après, le fait de regrouper les déchets pour faciliter leur dissimulation (réduisant ainsi la taille et le poids des moyens formant écran portés par la structure flottante) facilite également l'opération d'évacuation et de récupération des déchets avec un gain de temps appréciable. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la structure flottante comporte deux flotteurs latéraux porteurs des moyens formant écran et définissant entre eux l'aire de stockage. Avantageusement les flotteurs latéraux sont solidarisés rigidement par un jeu d'entretoises enjambant l'aire de stockage. De plus l'invention trouve une application avantageuse dans les barrages équipés de dispositifs formant vanne permettant l'évacuation au travers du barrage. Selon une autre variante de réalisation particulière de l'invention, les flotteurs latéraux comportent chacun une extrémité amont solidarisée à d'autres éléments flottants du barrage et/ou à des moyens d'ancrage de celui-ci et une extrémité aval solidarisée à un dispositif formant vanne, par exemple un dispositif à porte escamotable, le dispositif formant vanne étant disposé entre les deux flotteurs latéraux. L'agencement ainsi défini permet d'obtenir un effet de guidage et de convergence des déchets vers la porte escamotable et améliore encore l'opération d'évacuation des déchets. Selon encore une autre variante de réalisation de l'invention, les moyens formant écran comportent une charpente sur laquelle est disposée une couverture en claire-voie. Avantageusement, la charpente, de préférence métallique, présente un contour sensiblement en forme de demi-polygone régulier, de préférence de demi-décagone, et correspondant au contour de l'aire de stockage défini par la structure flottante, la charpente métallique étant divisée en secteurs portant des panneaux de la couverture en claire-voie. Ainsi donc en adaptant la forme de l'aire de stockage et par voie de conséquence la forme et la disposition des flotteurs latéraux, il est possible d'obtenir des panneaux identiques facilement interchangeables avec en plus une réduction des coûts de fabrication. Selon encore une autre variante de réalisation de l'invention, la couverture en claire-voie est réalisée en treillis à large maillage de planches en bois entrecroisées sur la tranche, de type paroi évidée ou claustra. L'utilisation d'une couverture en bois de type claustra permet de réduire le poids de la couverture et d'assurer une bonne ventilation de l'aire de stockage et un accès minimum à l'aire de stockage, facilitant ainsi les opérations de maintenance. Avantageusement, la couverture comporte au moins une trappe relevable, de préférence disposée devant le dispositif formant vanne, et permettant l'accès à l'aire de stockage, notamment pour éliminer les obstructions. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins ci-annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue schématique en plan (prise de dessus) d'un mode de réalisation du barrage flottant selon l'invention présenté à titre d'exemple non limitatif; - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale selon la ligne AA du barrage flottant de la figure 1; - la figure 3 représente une vue schématique en plan de la structure flottante de regroupement et de rétention du barrage flottant de la figure 1; - la figure 4 représente une vue en plan de la charpente métallique incorporée dans le barrage de la figure 1; et - la figure 5 représente une vue en plan de la couverture en bois en claire-voie incorporée dans le barrage de la figure 1. Le barrage flottant illustré schématiquement sur les figures 1 et 2 est présenté ci-après à titre d'exemple non limitatif d'un mode de réalisation de la présente invention. Plus particulièrement, le barrage flottant 10 est du type en épi ancré à partir de la rive ou berge 11 d'un cours d'eau 12 en mouvement tel une rivière. Pour la suite de l'exposé, le sens du courant illustré par la flèche F permet de déterminer les côtés amont et aval du barrage 10. Le barrage flottant 10 comporte un ou plusieurs éléments flottants de retenue 14 rigides et articulés à leurs extrémités. Si l'on considère le seul élément de retenue 14 représenté sur les figures 1 et 2, on peut remarquer que cet élément est constitué principalement d'un flotteur cylindrique 16 étanche (en métal ou en matériau plastique rigide résistant) de plusieurs mètres de longueur (par exemple 4 mètres) et équipé de deux grilles de retenue, une grille aérienne 18 (d'environ 0,3 m de hauteur) et une grille immergée lestée 20 (d'environ 0,7 m de hauteur). Des détails d'un mode de construction des éléments de retenue sont donnés dans le brevet FR 2 675 828 précité. Le barrage flottant 10 comporte également une structure flottante 22 adaptée pour le regroupement et la rétention des corps flottants (non réprésentés sur les figures) et définissant une aire de stockage pour ces derniers (permettant le stockage provisoire des corps flottants entre deux opérations d'évacuationrécupération). La structure flottante 22 est équipée de moyens formant écran adaptés pour dissimuler l'aire de stockage et constitués principalement d'une charpente, de préférence métallique, 24 et d'une couverture en claire-voie 26. A la structure flottante 22 est associé un dispositif formant vanne 28 contrôlant l'évacuation des corps flottants au travers du barrage 10. Le dispositif formant vanne 28 comprend une structurecatamaran rigide comportant deux flotteurs tubulaires 30, 32 solidarisés par deux entretoises tubulaires en forme de U renversé 34, 36. Dans le canal d'évacuation 37 situé entre les flotteurs 30 et 32 est disposée une porte escamotable 38 flanquée de deux panneaux latéraux immergés fixés sur chacun des flotteurs (seul le panneau 40 est visible sur la figure 2). La porte escamotable 38 est constituée d'un panneau plein 42-42' et d'un tube axial fermé et étanche 43 dont les extrémités sont montées pivotantes selon un axe horizontal immergé transverse à la structure-catamaran 30, 32, 34, 36 et monté sur des projections verticales immergées (non représentées) solidaires de chacun des flotteurs 30 et 32. Le dispositif formant vanne 28 comprend également des moyens d'actionnement en rotation de la porte escamotable 38 (non représentés) du type vérins hydrauliques double effet associés à un circuit hydraulique de commande approprié.Sous la commande d'un opérateur, les vérins basculent la porte 38 entre une position verticale de fermeture du panneau (représenté en trait plein sous la référence 42) et une position horizontale d'ouverture du panneau (représenté en trait à tirets sous la référence 42'). Dans cette position d'ouverture, les déchets (non représentés sur les figures) traversent le barrage 10 en passant par le canal 37 sous l'action du courant représenté par la flèche F. On procède ainsi à intervalles réguliers à l'évacuation des déchets et au ramassage de ceux-ci à la sortie aval du canal 37 de la structure-catamaran, après escamotage à l'horizontale de la porte 38, par exemple à l'aide d'une barge automotrice à tapis collecteur se présentant côté aval face au courant, sans risque d'endommager le barrage flottant et sans pour autant déplacer ou démonter partiellement ce même barrage. La barge (non représentée) est équipée à sa proue d'un tapis collecteur incliné dont l'extrémité immergée se trouve à une profondeur d'environ 1 mètre. L'espacement des deux flotteurs 30 et 32 de la structure-catamaran est suffisamment large pour permettre l'avancée de l'extrémité immergée du tapis dans le canal 37.Deux panneaux verticaux pivotants fixés à la proue de la barge de part et d'autre du tapis collecteur forment un chenal en V pour faciliter l'alimentation du tapis collecteur à partir des déchets sortant de la structure catamaran et éviter de voir certains d'entre eux échapper à la collecte. Des détails de construction et d'opération du dispositif formant vanne 28 avec la structure-catamaran 30, 32, 34, 36 et la porte escamotable 38 sont donnés dans le brevet FR 2 675 828 précité. Partie intégrante du barrage flottant 10, la structure flottante 22 de regroupement et de rétention des corps solides flottants est illustrée avec plus de détails sur la figure 3 (dans laquelle la charpente métallique 24 et la couverture en claire-voie 26 n'ont pas été représentées). La structure flottante 22 comporte deux flotteurs latéraux 44 et 46 symétriques par rapport à 1'axe XX' et réalisés en tube métallique soudé. Pour pouvoir porter la charpente 24 et la couverture 26, les flotteurs 44 et 46 présentent un diamètre important (par exemple de l'ordre de 0,5 m) . Comme illustré sur la figure 2, les flotteurs 44 et 46 sont équipés de grilles de rétention des corps flottants aériennes 48 et immergées 50.Les deux flotteurs latéraux 44 et 46 sont solidarisés rigidement par un jeu d'entretoise 52 et maintenus en écartement de façon à définir entre eux une aire de stockage 54 pour les corps flottants sensiblement délimitée par les extrémités respectives amont 56, 58 et aval 60, 62 des flotteurs 44 et 46. A titre d'exemple non limitatif l'aire de stockage 54 a la forme d'un demi-polygone régulier, en l'espèce un demidécagone, dont le diamètre D1 est défini entre les deux extrémités amont 56 et 58 des flotteurs 44 et 46.Pour ce faire, chacun des flotteurs 44 et 46 est divisé en deux portions 44a-44b, 46a-46b séparées par un coude 64 et 66, et l'écartement D2 entre les deux extrémités aval 60-62 est tel que le demi-décagone a pour sommets l'extrémité amont 56, le coude 64 et l'extrémité aval 60 du flotteur 44, l'extrémité aval 62, le coude 66 et l'extrémité amont 58 du flotteur 46. De plus si le point 0 représente l'intersection de l'axe XX' de la structure flottante 22 avec le diamètre D1 (distance 56-58) de l'aire de stockage 54, on peut remarquer que celle-ci est divisée en cinq secteurs triangulaires égaux respectivement S1 à S5 de sommet 0 et de base, la portion 44a (S1), la portion 44b (S2), le segment D2 séparant les extrémités 60 et 62 (S3), la portion 46b (S4) et la portion 46a (S5).De préférence le polygone régulier est choisi à N=2x(2n+l) côtés pour avoir le secteur central S(n+l) centré sur l'axe XX' avec sa base D2 parallèle à D1. De plus comme décrit ci-après, le dispositif formant vanne 28 est disposé adjacent au secteur central (en l'espèce S3) en aval de celui-ci. Pour assurer la rigidité de la structure 22 le jeu d'entretoises 52 se compose de deux entretoises parallèles tubulaires 68, 70, perpendiculaires à l'axe XX', en forme de U renversé et solidarisées aux portions aval 44b et 46b des flotteurs 44 et 48. Deux brides de renfort tubulaires 72 relient les entretoises 68, 70. Les extrémités aval 60 et 62 des flotteurs 44 et 46 présentent deux projections 74 et 76 sur lesquelles sont respectivement fixées, par l'intermédiaire de liaisons articulées à axe vertical 31 et 33, les extrémités amont des flotteurs 30 et 32 de la structure-catamaran porteuse de la porte escamotable 38. Les projections 74 et 76 présentent une faible dimension selon la direction du segment D2 (perpendiculaire à l'axe XX') pour laisser entre les flotteurs latéraux 44 et 46 un passage 78 d'évacuation de l'aire de stockage 54 vers le canal 37 et la porte basculante 38. Comme on peut le voir sur la figure 3 la structure flottante 22 et le dispositif formant vanne 28 sont disposés centrés sur l'axe de symétrie XX'. Pour des raisons de commodité de fabrication et de manipulation, la structure 22 et le dispositif formant vanne 28 sont construits séparément puis assemblés de façon démontable.Toutefois sans sortir du cadre de l'invention, dans un autre mode de réalisation (non représenté), la porte basculante et ses moyens d'actionnement sont directement montés sur les deux projections 74, 76 et/ou sur des prolongements de celles-ci parallèles à l'axe XX' (les flotteurs 44 et 30 d'une part et 46 et 32 d'autre part étant réalisés en une seule pièce). Les figures 4 et 5 montrent des vues en plan de la charpente métallique 24 et de la couverture en clairevoie 26 adaptées à recouvrir l'aire de stockage 54. On peut remarquer que ces deux assemblages présentent chacun un contour en forme de demi-décagone régulier correspondant aux contours de la structure flottante 22 et de l'aire de stockage 54. De façon semblable, les deux assemblages, charpente métallique 24 et couverture 26, sont divisés en cinq secteurs correspondant aux secteurs S1 à S5. La charpente, de préférence métallique, est réalisée en tubes carrés (40 x 40 mm) soudés et entrecroisés en plan selon le schéma illustré sur la figure 4 pour former cinq sous-ensembles sensiblement triangulaires 81 à 85 à sommet tronqué. Comme on peut le voir sur la figure 2, les sousensembles 81 à 85 présentent d'une part une base 86 solidarisée à la structure d'entretoises 52 et à des supports périphériques 87, 89 portés par des montants verticaux 88 fixés sur la partie supérieure des flotteurs latéraux 44 et 46, d'autre part un "toit" 90 légèrement incliné du centre vers la périphérie et sur lequel est fixée la couverture en claire-voie 26. L'agencement incliné de la charpente métallique 24 augmente sa résistance notamment au flambage. Les cinq sous-ensembles 81 à 85 sont fixés les uns aux autres par boulonnage latéral 92 et solidarisés par boulonnage à une structure de tête 80 en tube soudé, illustrée sur les figures 2 et 4, présentant également en plan une forme en demi-décagone. Enfin le sous-ensemble central 83 correspondant au secteur S3 comporte un cadre mobile 94 en position périphérique monté sur charnières centrales 95 et destiné à porter une trappe de visite 96 permettant l'accès au passage d'évacuation 78 en sortie de l'aire de stockage 54.La trappe de visite 96 a notamment pour but d'éviter ou d'éliminer les engorgements ou obstructions dûs aux corps flottants au niveau du secteur S3 et du passage 78 et de faciliter l'évacuation des corps flottants au travers du dispositif de vanne 28. Il est possible par exemple de procéder au tronçonnage à la scie des troncs d'arbre retenus par le barrage. Sur la figure 2, la trappe 96 est représentée dans ses deux positions, en place sur le toit de la charpente d'une part, et en position relevée sensiblement verticale d'autre part. La trappe 96 est normalement relevée à la grue notamment à partir de la barge collectrice des déchets. De façon optionnelle un dispositif de relevage à vérins hydrauliques (non représenté) associé à la trappe 96 est mis en oeuvre à partir de la structure-catamaran 30, 32, 34, 36. La couverture en claire-voie 26 est également divisée en panneaux de bois agencés par secteurs (S1 à S5). D'une façon générale, la couverture est faite de traverses 104 (en solives de 80 x 250 mm) porteuses d'un treillis 106 en planches de bois entrecroisées sur la tranche et à large maillage (environ 200 x 500 mm). Les planches de hauteur de 120 mm ont une épaisseur moyenne de 30 mm, (toutes ces dimensions étant données à titre d'exemple non limitatif). Le bois choisi de préférence pour la couverture est le cèdre rouge de l'ouest (Western Red Cedar) de la Colombie Britannique (Canada) connu pour sa bonne tenue en extérieur. Ainsi donc, le treillis de bois forme une cloison de bois évidée ou claustra. Outre sa relative légèreté, le treillis à large maillage 106 permet à un opérateur d'avoir accès à toute l'aire de stockage 54, par exemple avec une gaffe. Pour faciliter la surveillance et la maintenance du barrage, une passerelle 108 (ou chemin de ronde) réalisée en caillebotis de résine polyester est disposée à la périphérie des secteurs S1 à S5 et autour de la trappe de visite 96 comme illustré sur la figure 5. De préférence, la passerelle 108 est fixée directement sur le "toit" 90 de la charpente 24. Enfin, la structure centrale 80 est recouverte d'un plancher en bois. Compte tenu de la présence de la passerelle 108, les secteurs S1, S2, S4 et S5 sont recouverts chacun de deux panneaux, un panneau principal central de forme sensiblement triangulaire 98, 99, 101 et 102 et un panneau périphérique en bande 98', 99', 101' et 102', le secteur central S3 étant recouvert par un petit panneau central triangulaire 100 et le panneau de la trappe 96 fixé au cadre 94. Les panneaux en bois 98 à 102, 98', 99', 101', 102' sont convenablement fixés à chaque secteur de la charpente métallique 81 à 85 par l'intermédiaire de colliers, brides ou "crapauds" appropriés, le bois étant de façon optionnelle protégé du contact de ces éléments métalliques de fixation par une gaine isolante en crêpe de néoprène collée. Le barrage 10 selon l'invention qui vient d'être décrit est disposé en épi sensiblement perpendiculairement à la rive ou à la berge 11 d'un cours d'eau (représentée schématiquement sur la figure 1). Le barrage 10 est ancré par des liaisons articulées 107, 109 situées à ses extrémités sur deux dispositifs d'ancrage semblables 110 et 110'. Le dispositif d'ancrage 110 visible de façon plus détaillée sur la figure 2 est constitué d'un pieu tubulaire 111 en métal battu dans le fond 13 du cours d'eau et portant une chaîne verticale 112 (réprésentée schématiquement sur la figure 2) sur laquelle coulisse un flotteur vertical 114. L'extrémité libre du flotteur 14 étant fixée au flotteur 114 par la liaison articulée 109. De même, l'autre extrémité du flotteur 14 est fixée par une liaison articulée à axe et débattement vertical 116. Ainsi donc le barrage 10 par sa structure flottante 22 de forme évasée réalise le regroupement et le stockage des corps solides flottants entre deux opérations d'évacuation (la porte basculante 38 étant fermée en position verticale). Toutefois, les corps flottants sont dissimulés à la vue des passants sur la berge par les grilles aériennes 48 et la couverture à claire-voie 26, la hauteur des planches de bois du treillis 106 étant suffisante pour masquer les corps flottants. Le regroupement et le stockage provisoire des corps flottants dans l'aire de stockage 54 permettent une évacuation rapide de ceux-ci au travers du passage 78 et du canal 37 séparant les deux flotteurs 30 et 32 de la structure-catamaran. A titre d'exemple non limitatif, l'envergure totale de la structure flottante 22 (le diamètre D1) est de l'ordre de 13 mètres, ce qui donne une surface de stockage pour l'aire 54 de l'ordre de 60 m2, les flotteurs latéraux 44 et 46 ont environ 9 mètres de long et la largeur du canal 37 (et du passage 78) est de l'ordre de 3 mètres. Bien entendu sans sortir du cadre de l'invention, la structure 22 peut être associée à un plus grand nombre d'éléments 14 à partir de chacun de ses flotteurs latéraux 44 et 46. REVENDICATIONS: 1. Barrage flottant destiné notamment à retenir les corps solides flottants entraînés par un courant, caractérisé en ce qu'il comporte une structure flottante (22) de regroupement et de rétention desdits corps flottants définissant une aire de stockage (54) pour ces derniers, ladite structure flottante (22) de regroupement et de rétention étant équipée de moyens formant écran (24, 26) adaptés pour dissimuler tout ou partie de ladite aire de stockage (54). 2. Barrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure flottante (22) comporte deux flotteurs latéraux (44, 46) porteurs desdits moyens formant écran (24, 26) et définissant entre eux ladite aire de stockage (54). 3. Barrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits flotteurs latéraux (44, 46) sont solidarisés rigidement par un jeu d'entretoises (52) enjambant ladite aire de stockage (54). 4. Barrage selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les deux flotteurs latéraux (44, 46) comportent chacun une extrémité amont solidarisée à d'autres éléments flottants (14) du barrage et/ou à des moyens d'ancrage (110, 110') de celui-ci et une extrémité aval (60, 62) solidarisée à un dispositif formant vanne (28) contrôlant l'évacuation desdits corps solides flottants au travers dudit barrage, le dispositif formant vanne (28) étant disposé entre lesdits flotteurs latéraux (44, 46). 5. Barrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit dispositif formant vanne (28) est du type à porte escamotable (38) montée pivotante autour d'un axe horizontal. 6. Barrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens formant écran (24, 26) comportent une charpente (24), de préférence métallique, sur laquelle est disposée une couverture (26) en claire-voie. 7. Barrage selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens formant écran (24, 26) comportent une charpente (24), de préférence métallique, portée par lesdits flotteurs latéraux (44, 46) et sur laquelle est disposée une couverture (26) en claire-voie. 8. Barrage selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ladite charpente (24) présente un contour sensiblement en forme de demi-polygone régulier et correspondant au contour de l'aire de stockage (54) défini par la structure flottante (22), ladite charpente métallique étant divisée en secteurs (81 à 85) portant des panneaux (96, 98 à 102, 98',99', 101',102') de la couverture (26) en claire-voie. 9. Barrage selon la revendication 8 caractérisé en ce que le demi-polygone régulier est un demi-décagone régulier. 10. Barrage selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que ladite couverture (26) comporte au moins une trappe relevable (96) 11. Barrage selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que ladite couverture (26) est réalisée en treillis (106) à large maillage de planches en bois entrecroisées sur la tranche, de type claustra.