Brevet FR2854178A1 — publié le 20041029

La présente invention concerne un perfectionnement aux barrages gonflables qui sont utilisés pour retenir et contenir un flux d'eau qui dépasse le niveau habituel. L'invention vise en particulier à réaliser un barrage hydraulique de retenue contre les inondations. On a déjà proposé des barrages gonflables constitués d'une enveloppe gonflable en forme de boudin, dans laquelle on peut injecter de l'eau ou un fluide lourd. Le document US 4,299,514 décrit un tel barrage gonflable, constitué essentiellement d'une enveloppe tubulaire et de moyens pour ancrer au sol l'enveloppe tubulaire. Les moyens d'ancrage sont nécessaires pour éviter que l'enveloppe tubulaire en forme de cylindre ne roule sur le sol sous l'action de la poussée de l'eau à retenir, et ne laisse ainsi passer le flux d'eau. Un inconvénient de cette structure est la nécessité d'ancrer l'enveloppe sur le sol, en plantant des piquets d'ancrage qui traversent une languette radiale de l'enveloppe. Le barrage est ainsi long à mettre en place, et il est ensuite difficile à déplacer. Une telle structure conduit en outre à un risque de perte des éléments d'ancrage, dans l'urgence ou la panique, c'est-à-dire dans les conditions 20 habituelles o l'on doit poser rapidement un barrage pour éviter une crue de rivière. Les moyens d'ancrage améliorent l'étanchéité de la zone inférieure du barrage, mais de façon insuffisante. Il en résulte des fuites entre le sol et l'enveloppe, et ces fuites ne sont pas négligeables. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir un 25 perfectionnement à un tel barrage gonflable, permettant d'assurer, sans moyens d'ancrage au sol, la stabilité du barrage contre la poussée de l'eau à retenir. En d'autres termes, l'invention doit éviter le risque de déplacement du barrage sous l'effet de la poussée de l'eau, sans toutefois nécessiter de moyens d'ancrage longs et difficiles à mettre en oeuvre. L'invention vise aussi à faciliter la mise en place du barrage, et à assurer une efficacité satisfaisante de retenue contre l'écoulement de l'eau. L'invention vise également à améliorer l'étanchéité à l'interface entre le barrage et le sol, pour s'opposer efficacement aux infiltrations d'eau d'un côté vers l'autre côté du barrage. Pour atteindre ces buts ainsi que d'autres, un barrage gonflable selon l'invention comprend un premier boudin gonflable et un second boudin gonflable parallèles et liés l'un à l'autre, et dans lesquels: 4213dep.doc - à l'état gonflé, le premier boudin gonflable est gonflé à une première pression inférieure à la seconde pression du second boudin gonflable, et les boudins gonflables sont agencés à proximité l'un de l'autre de façon à venir en appui latéral l'un contre l'autre lorsqu'ils reposent sur le sol, - de sorte que le second boudin gonflable sert de cale s'opposant aux mouvements du premier boudin gonflable. Grâce à cette structure à deux boudins gonflables à pressions différentes, le boudin à grande pression constitue un élément de contreventement qui s'oppose à la rotation et au roulement du boudin de petite pression sur le sol. 10 En outre, la pression inférieure de l'un des boudins favorise le vidage de l'espace intermédiaire constitué entre les deux boudins, et favorise ainsi le maintien d'une étanchéité satisfaisante. Selon un premier mode de réalisation, les boudins gonflables ont sensiblement le même diamètre. De la sorte, on peut empiler au moins deux 15 étages de boudins gonflables. Selon un second mode de réalisation, le premier boudin gonflable présente un diamètre supérieur au diamètre du second boudin gonflable. Cela favorise encore l'effet de contreventement pour la stabilité du barrage, et le maintien d'une étanchéité satisfaisante, tout en ayant un volume et un poids 20 inférieurs. Selon une pratique avantageuse de l'un et l'autre des modes de réalisation, les boudins gonflables sont liés l'un à l'autre par une nappe inférieure tangente à l'un et l'autre des boudins gonflables. La nappe inférieure constitue une surface d'appui relativement souple, qui suit les mouvements du sol et favorise 25 l'obtention d'une bonne étanchéité contre les écoulements d'eau. Dans ce cas, les boudins gonflables peuvent être réalisés par enroulement d'une bande unique de matériau souple dont une zone intermédiaire forme la nappe inférieure et dont les deux zones d'extrémités sont enroulées et leurs extrémités sont solidarisées de façon étanche à la nappe inférieure. On 30 facilite ainsi la fabrication du barrage, et on réduit les zones d'assemblage susceptibles de constituer des zones plus fragiles. Egalement, la structure est particulièrement rigide et résistante une fois que les boudins sont gonflés, constituant une structure mécaniquement résistante pour s'opposer à la poussée de l'eau à retenir. Selon une pratique préférée de l'un et l'autre des modes de réalisation, les boudins gonflables sont liés l'un à l'autre par une zone de surface intermédiaire le long de leurs génératrices respectives en contact l'une de l'autre. Cette 4213dep.doc disposition est plus favorable pour empiler au moins deux étages de boudins gonflables. Dans ce cas, les boudins gonflables peuvent avantageusement être réalisés par enroulement d'une bande unique de matériau souple pour former un 8, 5 les extrémités de la bande étant solidarisées aux deux faces opposées du tronçon central de bande. Les extrémités de la bande peuvent avantageusement être solidarisées par collage ou par soudure aux micro-ondes, aux ultrasons ou à la chaleur. Le premier boudin gonflable peut avantageusement comprendre, le long 10 de sa génératrice inférieure, une bande de joint en matériau compressible. Cette bande de joint améliore sensiblement l'étanchéité du barrage sur un sol irrégulier, en s'adaptant aux légères irrégularités du sol. La bande de joint peut avantageusement avoir une largeur qui est choisie en fonction de sa dureté, pour assurer une bonne efficacité de l'étanchéité. 15 Les boudins gonflables successifs sont avantageusement limités par des faces extrêmes généralement planes et recouvertes d'une plaque de joint en matériau compressible, réalisant un joint compressible. On peut ainsi adapter les boudins successifs l'un à la suite de l'autre, en comprimant les plaques de joint en matériau compressible. On assure ainsi une bonne étanchéité de la jonction contre 20 les écoulements de l'eau à retenir. Les boudins gonflables peuvent avantageusement être gonflés avec un fluide chargé ou non, le premier boudin étant gonflé à une pression inférieure à la pression du second boudin. Cette caractéristique favorise encore le vidage de l'espace intermédiaire entre les deux boudins, pour assurer une bonne étanchéité 25 contre les écoulements intempestifs de l'eau à retenir. L'invention prévoit ainsi l'utilisation d'un barrage gonflable tel que défini ci-dessus, le premier boudin gonflable étant disposé en amont du second boudin gonflable dans le sens d'écoulement du liquide à retenir. C'est dans cette position que le second boudin gonflable assure un contreventement efficace pour s'opposer 30 au roulement du premier boudin gonflable à pression inférieure. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une structure de barrage 35 gonflable selon un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale montrant la liaison entre deux premiers boudins successifs dans le mode de réalisation de la figure 1; 4213dep.doc.doc - la figure 3 est une coupe transversale illustrant schématiquement une structure de barrage gonflable à un étage selon un autre mode de réalisation de la présente invention; et - la figure 4 est une coupe transversale illustrant la superposition de deux étages 5 de boudins selon l'autre mode de réalisation, permettant de constituer un barrage réhaussé. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, un barrage gonflable selon l'invention comprend un premier boudin gonflable 1 et un second boudin gonflable 2 parallèles l'un à l'autre et liés l'un à l'autre. A l'état gonflé, le premier boudin gonflable 1 présente un diamètre Dl supérieur au diamètre D2 du second boudin gonflable. Les deux boudins gonflables 1 et 2 sont ainsi de forme généralement cylindrique en l'absence d'une poussée latérale de l'eau à retenir. Les boudins gonflables 1 et 2 sont agencés à proximité l'un de l'autre de 15 façon à venir en appui latéral l'un contre l'autre selon une zone d'appui 3 lorsqu'il repose sur le sol 4. Dans la réalisation illustrée sur la figure 1, les boudins gonflables 1 et 2 sont liés l'un à l'autre par une nappe inférieure 5 tangente à l'un et l'autre des boudins gonflables 1 et 2. On peut imaginer par exemple une nappe inférieure 5 constituée d'une bande distincte à laquelle sont soudés les boudins gonflables 1 et 2 selon leurs génératrices inférieures. Dans un mode de réalisation avantageux tel qu'illustré sur la figure 1, les boudins gonflables 1 et 2 sont réalisés par enroulement d'une bande unique de 25 matériau souple dont une zone intermédiaire forme la nappe inférieure 5 et dont les deux zones d'extrémités sont enroulées et leurs extrémités respectives 6 et 7 sont solidarisées à la nappe inférieure 5 par collage ou par soudure aux micro-ondes, aux ultrasons ou à la chaleur. On distingue ainsi les deux zones de soudure respectives 8 et 9. Les boudins gonflables 1 et 2 sont gonflés par un fluide ayant une densité de préférence supérieure à l'eau. On peut naturellement gonfler les boudins gonflables 1 et 2 par de l'eau, mais l'efficacité de retenue est alors plus faible. De préférence, on utilisera un fluide chargé, plus dense que l'eau, qui favorise une meilleure tenue sur le sol 4. Le premier boudin 1 est de préférence gonflé à une 35 pression Pi inférieure à la pression P2 du second boudin 2. De la sorte, le second boudin 2 constitue une structure plus rigide, qui favorise la retenue du premier boudin 1 contre les effets de rotation sur le sol 4. A l'inverse, la pression inférieure 421 3dep.doc du premier boudin 1 favorise les déformations longitudinales du premier boudin l pour suivre les irrégularités du sol 4 et pour améliorer ainsi l'étanchéité du barrage contre les infiltrations de l'eau 13 à retenir. Pour améliorer encore l'étanchéité du barrage, on peut prévoir, le long s de la génératrice inférieure du premier boudin gonflable 1, une bande de joint 10 en matériau compressible. La bande de joint 10 se déforme pour suivre au plus près les irrégularités du sol 4, et pour s'opposer ainsi aux infiltrations de l'eau à retenir. La bande de joint 10 peut avoir une largeur que l'on choisit en fonction de sa dureté, de façon à réaliser une bonne surface d'appui sur le sol, pour assurer 10 une bonne étanchéité. On considère maintenant la figure 2, illustrant les deux zones d'extrémités de deux premiers boudins gonflables 1 et la. Les boudins 1 et la sont limités par des faces extrêmes 11 et 1la généralement planes et perpendiculaires à l'axe longitudinal des boudins, et les faces extrêmes planes 11 et lia sont 15 recouvertes d'une plaque de joint en matériau compressible, réalisant un joint compressible 12. On assure ainsi l'étanchéité contre les infiltrations de l'eau à retenir, au passage entre deux boudins successifs 1 et la du barrage. Les boudins gonflables 1 et 2 sont gonflés au moyen d'une pompe et d'une tuyauterie qui communique avec l'espace intérieur des boudins gonflables i 20 et 2 par des embouts non représentés sur les dessins. Une telle structure d'embout est à la portée de l'homme de métier, et l'on peut utiliser tous types d'embouts qui sont généralement dans les enveloppes déformables gonflables. Pour leur entreposage et leur transport, les boudins gonflables 1 et 2 sont à l'état dégonflé. Ils peuvent ainsi être repliés et/ou enroulés. Pour la formation de barrages, on dispose les boudins gonflables sur le sol 4, puis on assure leur gonflage en injectant un fluide dans les enveloppes des boudins gonflables 1 et 2. Il faut placer le premier boudin gonflable 1 en amont du second boudin gonflable 2 dans le sens d'écoulement du liquide à retenir. Autrement dit, le 30 premier boudin gonflable 1 à plus faible pression Pi doit se situer du côté d'o vient l'eau que l'on veut retenir, et le second boudin gonflable 2 à plus forte pression P2 et à plus petit diamètre D2 assure un contreventement efficace. Un tel barrage assure une retenue efficace de l'eau 13 (figure 1), jusqu'à une hauteur H égale au trois quarts du diamètre Dl du premier boudin gonflable 1. 35 Selon une variante de réalisation, les boudins gonflables 1 et 2 peuvent avoir des diamètres Dl et D2 respectifs sensiblement identiques à l'état gonflé. 4213dep.doc La figure 3 illustre un autre mode de réalisation de l'invention, permettant la constitution d'un barrage réhaussé. Dans ce mode de réalisation de la figure 3, on retrouve une structure comprenant un premier boudin gonflable 1 et un second boudin gonflable 2 5 parallèles et liés l'un à l'autre, le premier boudin gonflable 1 étant gonflé à une pression Pl inférieure à la pression P2 du second boudin gonflable 2, les deux boudins gonflables 1 et 2 étant agencés à proximité l'un de l'autre de façon à venir en appui latéral l'un contre l'autre selon une zone d'appui 3 lorsqu'ils reposent sur le sol 4. Dans ce mode de réalisation de la figure 3, les deux boudins gonflables 1 et 2 ont des diamètres Dl et D2 respectifs sensiblement identiques à l'état gonflé. La différence essentielle par rapport au mode de réalisation de la figure 1 réside dans le fait que les boudins gonflables 1 et 2 sont liés l'un à l'autre par une zone de surface intermédiaire 14, le long de leurs génératrices respectives qui sont 15 en contact l'une de l'autre. En pratique, comme illustré sur la figure 3, les boudins gonflables 1 et 2 peuvent avantageusement être réalisés par enroulement d'une bande unique de matériau souple pour former un 8. Le tronçon central 15 de la bande constitue l'élément de liaison des deux boudins gonflables 1 et 2. Les deux extrémités 20 respectives 6 et 7 de la bande sont solidarisées aux deux faces opposées du tronçon central 15 de bande. Une meilleure résistance mécanique de la zone de surface intermédiaire 14 de liaison est réalisée en prévoyant que le tronçon central 15 de bande se raccorde à la zone inférieure du premier boudin gonflable 1, tandis qu'elle se 25 raccorde à la zone supérieure du second boudin gonflable 2. De la sorte, les efforts de rotation produits par la poussée de l'eau 13 à retenir agissent préférentiellement en compression sur les zones de solidarisation des extrémités 6 et 7 de bande, évitant les risques d'arrachage par traction. Sur la figure 3, on retrouve également la bande de joint 10 en matériau 30 compressible le long de la génératrice inférieure du premier boudin gonflable 1. Comme représenté sur la figure 4, on peut alors empiler sur cette même structure à deux boudins gonflables 1 et 2 de la figure 3 une seconde structure identique ou similaire formée des deux boudins gonflables lb et 2b, posée en chevauchement sur le premier boudin gonflable 1. De la sorte, le flux d'eau 13 peut 35 être contenu jusqu'à une hauteur Ha supérieure au diamètre Dl du premier boudin gonflable 1. 4213dep.doc Dans les deux modes de réalisation décrits précédemment, on peut avantageusement prévoir, en association avec chaque boudin gonflable, ou en association avec les moyens pour les gonfler, un dispositif limiteur de pression qui limite automatiquement la pression de gonflage respectivement à la pression Pl ou à la pression P2. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. 4213dep.doc REVENDICATIONS 1 - Barrage gonflable, comprenant un premier boudin gonflable (1) et un second boudin gonflable (2) parallèles et liés l'un à l'autre, et dans lesquels: - à l'état gonflé, le premier boudin gonflable (1) est gonflé à une première pression (PI) inférieure à la seconde pression (P2) du second boudin gonflable (2), - les boudins gonflables (1, 2) sont agencés à proximité l'un de l'autre de façon à venir en appui latéral l'un contre l'autre lorsqu'ils reposent sur le sol (4), - de sorte que le second boudin gonflable (2) sert de cale s'opposant aux 10 mouvements du premier boudin gonflable (1). 2 - Barrage gonflable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les boudins gonflables (1, 2) ont sensiblement le même diamètre. 3 - Barrage gonflable selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier boudin gonflable (1) présente un diamètre (Dl) supérieur au diamètre (D2) 15 du second boudin gonflable (2). 4 - Barrage gonflable selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les boudins gonflables (1, 2) sont liés l'un à l'autre par une nappe inférieure (5) tangente à l'un et l'autre des boudins gonflables (1, 2). - Barrage gonflable selon la revendication 4, caractérisé en ce que les 20 boudins gonflables (1, 2) sont réalisés par enroulement d'une bande unique de matériau souple dont une zone intermédiaire forme la nappe inférieure (5) et dont les deux zones d'extrémités sont enroulées et leurs extrémités (6, 7) sont solidarisées de façon étanche à la nappe inférieure (5). 6 - Barrage gonflable selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 25 caractérisé en ce que les boudins gonflables (1, 2) sont liés l'un à l'autre par une zone de surface intermédiaire (14) le long de leurs génératrices respectives en contact l'une de l'autre. 7 - Barrage gonflable selon la revendication 6, caractérisé en ce que les boudins gonflables (1, 2) sont réalisés par enroulement d'une bande unique de 30 matériau souple pour former un 8, les extrémités (6, 7) de la bande étant solidarisées aux deux faces opposées du tronçon central (15) de bande. 8 - Barrage gonflable selon l'une des revendications 5 ou 7, caractérisé en ce que les extrémités (6, 7) de la bande sont solidarisées par collage ou par soudure aux micro-ondes, aux ultrasons ou à la chaleur. 9 - Barrage gonflable selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier boudin gonflable (1) comprend, le long de sa génératrice inférieure, une bande de joint (10) en matériau compressible. 4213dep.doc - Barrage gonflable selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les boudins gonflables successifs (1, l a) sont limités par des faces extrêmes (1l, 1 la) généralement planes et recouvertes d'une plaque de joint en matériau compressible, réalisant un joint compressible (12). 11 - Utilisation d'un barrage gonflable selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le premier boudin gonflable (1) est disposé en amont du second boudin gonflable (2) dans le sens d'écoulement du liquide à retenir, et les boudins gonflables (1, 2) sont gonflés avec un fluide chargé ou non, de densité supérieure ou égale à celle de l'eau. 421 3dep.doc