Brevet FR2747136A1 — publié le 19971010

Barrages gonflables pour équipement de cours d'eau et similaires La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux vannes souples destinées à l'équipement d'ouvrages hydrauliques, appelées ci-après barrages gonflables. La technique des barrages gonflables appliquée à la régulation des cours d'eau, notamment, est bien connue, les applications sont nombreuses. II s'agit généralement de gonfler à l'air, ou à l'eau, un volume fermé délimité par une structure souple étanche (1) fixée par au moins une ligne d'ancrage (2) sur un ouvrage en béton (3), comme indiqué sur la figure 1.Quand, figure 2, la membrane (1) est fixée sur deux lignes d'ancrage, la partie de l'ouvrage (3.1) située entre ces deux lignes, éventuellement étanchée par un dispositif complémentaire (3.2) participe à la délimitation de la structure étanche (1). Dans certains cas la structure souple étanche (1) est pourvue de fonds étanches (1.01), pouvant s'appuyer sur les parties extrêmes de l'ouvrage (3), comme représenté sur la figure 3, et constitue donc une vessie fermée. Cette solution se différencie de celle, plus classique, présentée en figure 4, consistant en une membrane dont l'étanchéité est assurée par son ancrage périphérique réalisé sur la ligne, ou les deux lignes d'ancrage. Le dispositif de remplissage, non décrit ici, consiste généralement en des tuyauteries noyées dans l'ouvrage fixe et débouchant soit au travers de la vessie, soit du dispositif complémentaire éventuel, à l'intérieur de la structure souple étanche. L'intérêt des barrages gonflables réside, entre autres choses, en la facilité de mise en oeuvre, en la souplesse de la structure permettant l'effacement du barrage, et en l'absence théorique de limites dimensionnelles surtout dans le sens longitudinal. Cependant la contrainte dans le matériau constitutif évolue suivant le carré de la hauteur H de l'ouvrage, ce qui implique une augmentation appropriée de la résistance. Ce matériau est généralement constitué d'une épaisseur de matière souple (4), le plus souvent en élastomère, c'est-à-dire constituée de mélanges de caoutchoucs, dans laquelle sont insérés des renforts généralement en textile (5), se présentant sous la forme de plis de tissus successifs, comme représenté figure 5. Cette constitution très classique est celle que l'on retrouve, notamment, sur les bandes transporteuses. L'augmentation de la résistance du matériau implique donc une multiplication du nombre de plis, la résistance d'un pli étant limité, et donc de l'épaisseur résultante, ce qui se traduit par une masse surfacique approximativement proportionnelle à la hauteur du barrage gonflé H. Pour une hauteur H donnée la masse totale du barrage gonflable est proportionnelle à la longueur de l'ouvrage L, comme représenté sur la figure 6. Il en résulte des limites pratiques aux dimensions des barrages gonflables correspondant au problème de manutention lors de l'installation du barrage. Ainsi les barrages de grande hauteur H > 6m par exemple, devront avoir une longueur réduite, L La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en faisant reculer les limites dimensionnelles pratiques. L'invention, telle que caractérisée dans ses revendications résout le problème consistant à réaliser un barrage gonflable de grande dimension du fait du poids unitaire, en permettant de fractionner la partie gonflable, tout en assurant une parfaite continuité de l'ouvrage tant du point de vue de l'étanchéité, que de la résistance mécanique, et ce en respect des critères de souplesse relative des matériaux constitutifs. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement à pouvoir multiplier, autant qu'utile, les éléments unitaires, sans limite dimensionnelle dans le sens longitudinal de l'ouvrage. Chaque élément unitaire étant dimensionné en longueur, en fonction des limites pratiques actuelles liées au problème de manutention lors de l'installation de l'ouvrage. Un avantage de cette invention consiste à pouvoir réaliser des barrages gonflables de grande hauteur de retenue, sans que la résistance des matériaux se fasse au détriment de la souplesse de ceuxci, du fait même de l'indépendance des éléments entre eux. Un autre avantage de cette invention consiste à permettre, en cas d'accident, de remettre l'ouvrage en conformité, en ne procédant au changement que des seules parties endommagées. Le barrage gonflable, selon la présente invention, est constitué de 2 parties souples indépendantes, comme en figure 8. La première appelée vessie (1.1) assure l'étanchéité, la deuxième appelée enveloppe (1.2) est destinée à reprendre les efforts mécaniques et à les transmettre à la partie fixe de l'ouvrage. Selon une variante, la vessie pourra être constituée d'éléments successifs formant des volumes indépendants juxtaposés (1.11) sur la longueur de l'ouvrage, comme présenté sur la figure 9. Selon l'invention l'enveloppe pourra avantageusement être constituée d'éléments successifs juxtaposés (1.21) sur la longueur L de l'ouvrage, comme figure 10. Selon l'invention l'enveloppe (1.2) est donc destinée à protéger la vessie (1.1), sans aucun critère d'étanchéité. La vessie, étant confinée entre l'enveloppe et la partie fixe de l'ouvrage, ne requière de son côté aucun critère de résistance mécanique propre. Selon une forme de réalisation préférentielle, présentée en figure 10, I'enveloppe sera constituée de bandes successives (6), fixées à chacune de leurs deux extrémités sur l'ouvrage fixe au niveau du, ou des, ancrages (2). Avantageusement les bandes successives pourront se juxtaposer avec recouvrement et recouvrir la surface extérieure complète de la vessie, comme en figure 11. Selon une forme de réalisation préférentielle de l'invention, le recouvrement pourra être de 100%, afin d'obtenir ainsi une résistance mécanique double de celle de chaque bande, et ce d'une façon quasi uniforme sur la longueur courante de l'ouvrage et donc une distribution continue et uniforme de l'effort sur les ancrages, sans diminution sensible de la souplesse intrinsèque du barrage gonflable. Avantageusement la disposition des bandes se fera en au moins deux lits, dont l'un intérieur (5.1) en contact avec la vessie (1.1), un autre extérieur (5.2), avec rupture de joints entre les différents lits, comme indiqué sur la figure 12. Selon une forme de réalisation préférentielle la fixation de l'enveloppe, ou de ses éléments constitutifs, pourra se faire d'une façon mécanique amovible sur les éléments de l'ancrage fixés sur l'ouvrage. Avantageusement cette fixation amovible, assurant la transmission des efforts transversaux dans l'ouvrage se fera par des dispositifs rapportés utilisés, notamment, pour le jonctionnement des bandes transporteuses, relevant d'une technique connue sous le terme d'agrafage, comme présenté en exemple sur la figure 13. 11 s'agit de pièces métalliques symétriques (6.1) agrafées en lisière, en quinconce, la continuité étant assurée par un axe (6.2), venant vérouiller les agrafes après emboitement. Préférentiellement, chaque ancrage (2), comme décrit sur la figure 14, sera constitué d'un profilé (2.1), généralement métallique, fixé sur l'ouvrage (3) à l'aide de tiges d'ancrage (2.2) scellées dans le béton, d'une part, et comportant d'autre part une partie filetée, par exemple, permettant la fixation du profilé sur l'ouvrage. Sur ce profilé sera rapportée, ou usinée, une partie (2.3) destinée à recevoir l'extrémité de l'enveloppe équipée de son système d'agrafage (6). Selon une variante, la partie destinée à recevoir l'agrafage sera constituée d'une bande souple (1.21) de matériau similaire à celui constituant les bandes de l'enveloppe, équipé sur chacune de ses lisières d'un dispositif d'agrafage correspondant à celui des extrémités d'ancrage de l'enveloppe, comme présenté en figure 15. Le profilé d'ancrage (2.1), pourra avantageusement servir à fixer la vessie (1.1), afin que celle-ci ne puisse se déplacer, notamment quand le barrage est dégonflé, ainsi que pour fixer de façon étanche le dispositif complémentaire (3.2), quand cette solution est retenue. selon une autre variante, un dispositif d'agrafage analogue à celui décrit ci-dessus pour les ancrages pourra être utilisé sur tout ou partie des lisières longitudinales des bandes constituant l'enveloppe, afin d'assurer une liaison transversale entre les différents composants juxtaposés de l'enveloppe Revendications 1- Barrage gonflable pour équipement de cours d'eau ou similaires, constitué d'une structure souple gonflable à l'eau, à l'air, ou avec tout autre fluide, ou mélange de fluides, caractérisé en ce que cette structure souple est constituée d'au moins deux membranes superposées indépendantes, la première appelée vessie (1.1) étant destinée à assurer l'étanchéité au gonflage, et la deuxième appelée enveloppe (1.2) étant destinée à la transmission des efforts dus au gonflage et à la poussée de l'eau sur la partie fixe (3) de l'ouvrage. 2- Barrage gonflable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vessie (1.1) est constituée d'éléments unitaires juxtaposés indépendants, sur la largeur de l'ouvrage. 3- Barrage gonflable selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enveloppe (1.2) est constituée d'éléments unitaires juxtaposés, sur la largeur de l'ouvrage. 4- Barrage gonflable selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée de bandes unitaires juxtaposées en recouvrement l'une par rapport à l'autre. 5- Barrage gonflable selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bandes unitaires constituant l'enveloppe sont disposées en au moins deux lits superposés (5.1) et (5.2), se recouvrant totalement avec rupture de joints. 6- Barrage gonflable selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe est fixée mécaniquement, à chacune de ses extrémités, de façon amovible sur au moins un ancrage. 7- Barrage gonflable selon la revendication 6, caractérisé en ce que la fixation amovible consiste en un agrafage semblable à celui utilisé pour le jonctionnement des bandes transporteuses. 8- Barrage gonflable selon la revendication 7, caractérisé en ce que les ancrages (2) sont constitués principalement d'un profilé (2.1) fixé sur l'ouvrage à l'aide de tiges d'ancrage (2.2), et équipé d'une partie destinée à recevoir l'agrafage de l'enveloppe. 9- Barrage gonflable selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'agrafage relie les extrémités libres de l'enveloppe à une bande souple, munie du système d'agrafage correspondant, elle-même fixée sur l'ancrage. 10- Barrage gonflable selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la vessie, éventuellement équipée de son dispositif complémentaire d'étanchéité, est fixée sur au moins un ancrage afin d'éviter son déplacement. 11- Barrage gonflable selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que un dispositif d'agrafage analogue à celui décrit en revendication 7 est utilisé sur tout ou partie de chacune des lisières longitudinales des éléments unitaires juxtaposés pour assurer une liaison transversale amovible entre ces éléments unitaires.