Brevet FR2949495A1 — publié le 20110304

Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un pylône pour la réalisation d'ouvrage d'art. Etat de la technique De nombreux types de pylône pour la réalisation d'ouvrage d'art ont été proposés. Chaque type de pylône est conçu en fonction des contraintes d'une application donnée. Un pont transbordeur est un pont dans lequel des pylônes portent une passerelle haute, sous laquelle se déplace une nacelle. Ce type de pont est particulièrement intéressant dans les villes d'estuaire, car il permet une cohabitation entre le trafic maritime et fluvial à fort tirant d'air et le trafic terrestre devant traverser le fleuve. Pour ce type de pont, il est souhaitable que les pylônes de grande hauteur présentent une bonne résistance au vent, soient aptes à supporter une charge utile importante, et présentent une esthétique optimale, avec une grande transparence visuelle. Cependant, les pylônes existants ne répondent pas de manière satisfaisante à tous ces critères, difficiles à concilier. Les pylônes à structure métallique, réalisés avec la technologie utilisée notamment pour la Tour Eiffel, impliquent un entretien coûteux et ont peu de souplesse en torsion. Les pylônes en fûts métalliques nécessitent des sections importantes pour résister au flambement. Les pylônes en fûts de béton ont un caractère massif et sont surdimensionnés afin de supporter, outre la charge utile, leur poids propre important. Résumé de l'invention Un problème que la présente invention propose de résoudre est de fournir un pylône qui ne présente pas au moins certains des inconvénients de l'art antérieur précité. En particulier, un but de l'invention est de proposer un pylône qui présente un bon rapport entre la charge utile qu'il peut porter et son poids propre. La solution proposée par l'invention est un pylône pour la réalisation d'ouvrage d'art, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins trois mâts répartis autour d'un axe central vertical, chacun desdits mâts présentant une extrémité supérieure et une extrémité inférieure, cette dernière étant reliée au sol, lesdits mâts étant reliés entre eux au voisinage de leurs extrémités supérieures, lesdites extrémités supérieures 2 étant plus proches les unes des autres que lesdites extrémités inférieures, chacun desdits mâts étant arqué avec sa concavité tournée vers ledit axe central, ledit pylône comprenant au moins trois haubans, chacun desdits mâts étant reliés respectivement à l'un desdits haubans s'étendant du voisinage de l'extrémité supérieure du mât jusqu'au sol ou à l'extrémité inférieure du mât, ledit pylône comprenant un dispositif de maintien qui maintient lesdits haubans à distance desdits mâts, plus éloignés dudit axe central que lesdits mâts, ledit pylône comprenant une charge reliée auxdits mâts. Grâce à ces caractéristiques, dans un plan défini par un mât et le hauban associé, le flambement du mât est déterminé par l'équilibre de force entre la charge et la tension dans le hauban. On peut donc parler de mât à flambement contrôlé. Les mâts étant répartis autour de l'axe central et reliés ensemble, la stabilité du pylône est assurée. Les mâts ne doivent donc pas présenter une section importante pour assurer la stabilité du pylône. Le pylône peut donc présenter un poids propre faible par rapport à la charge qu'il supporte. De préférence, les mâts sont réalisés en béton et les haubans en câble métallique. Avantageusement, ledit dispositif de maintien comprend au moins une vergue s'étendant entre un desdits mâts et un desdits haubans. Selon un mode de réalisation, au moins un desdits mâts présente un flambement compris entre 5% et 10%. Selon un mode de réalisation, le pylône comprend quatre mâts 25 dont les extrémités inférieures sont agencées aux quatre coins d'un rectangle. L'invention propose aussi un pont comprenant deux pylônes portant une passerelle, au moins un desdits pylônes étant un pylône selon l'invention ci-dessus, dans lequel ladite charge comprend ladite 30 passerelle. Il peut s'agir par exemple d'un pont transbordeur. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de 35 l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins : 3 - la figure 1 est une vue en perspective d'un pont comprenant deux pylônes selon un mode de réalisation de l'invention, et - la figure 2 est une vue de côté d'un des pylônes de la figure 1. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 représente, en perspective, un pont transbordeur 1 qui comprend deux pylônes 2 portant une passerelle 3, et une nacelle. La nacelle est suspendue à la passerelle 3 et peut se déplacer sous la passerelle 3. Les deux pylônes 2 sont réalisés de manière identique. Ci-dessous, 10 on décrit de manière plus détaillée le pylône 2 de droite de la figure 1, qui est également représenté, vu de côté, sur la figure 2. Le pylône 2 comprend quatre mâts 4 à 7. Chacun des mâts 4 à 7 présente une extrémité supérieure 14 et une extrémité inférieure 15. Les extrémités inférieures 15 sont fixées au sol, respectivement aux quatre 15 coins d'un rectangle centré sur un axe A vertical. Au voisinage de leurs extrémités supérieures 14, les mâts 4 à 7 sont reliés entre eux. Ainsi, les mâts 4 à 7 présentent une forme arc-boutée, avec une convexité tournée à l'opposé de l'axe A. Le pylône 2 comprend également quatre haubans 8 à 11, chacun 20 étant associé à un des mâts 4 à 7 respectif Par exemple, le hauban 8 s'étend de l'extrémité supérieure 14 du mât 4 à son extrémité inférieure 15. En variante, le hauban 8 pourrait s'étendre de l'extrémité supérieure 14 du mât 4 jusqu'au sol, à proximité de l'extrémité inférieure 15 du mât 4. Les haubans 9 à 11 sont reliés de la même manière aux mâts 5 à 7, 25 respectivement. Le pylône 2 comprend aussi un dispositif de maintien qui maintient les haubans 8 à 11 à distance des mâts 4 à 7. Par exemple, le hauban 8 est maintenu à distance du mât 4, du côté convexe du mât 4, c'est-à-dire à l'opposé de l'axe A. On peut donc dire que le hauban 8 est 30 extradossé au mât 4. De manière similaire, les haubans 9 à 11 sont extradossés aux mâts 5 à 7, respectivement. On peut voir sur la figure 2 que le dispositif de maintien précité est constitué par des vergues 12 de forme trapézoïdale. Plus précisément, une première série de vergues 12 présentent chacune une petite base 35 reliée aux mâts 4 et 5 et une grande base reliée aux haubans 8 et 9. Chaque vergue 12 est agencée sensiblement horizontalement et présente des dimensions adaptées à la distance mât-hauban à maintenir. Une deuxième série de vergues 12 maintiennent les haubans 10 et 11 à distance des mâts 6 et 7. Bien entendu, en variante, le dispositif de maintien pourrait être réalisé différemment, par exemple avec des vergues d'une autre forme. La passerelle 3 est fixée aux mâts 4 à 7 et exerce donc une charge dirigée vers le bas, sensiblement centrée sur l'axe A. Sur la figure 2, cette charge est symbolisée par la flèche 13. On constate donc que les mâts 4 à 7 forment une structure similaire à une croisée d'ogives. Les mâts 4 à 7 sont par exemple réalisés en béton et les haubans 8 à 11 en câbles métalliques. Les mâts 4 à 7 ont par exemple une hauteur de 100 m et un diamètre de 1,5 ni. Le pylône 2 est capable de porter une charge utile importante, par rapport à son poids propre. En effet, grâce à la structure décrite ci- dessus, la charge représentée par la flèche 13 a tendance à faire flamber les mâts 4 à 7, c'est-à-dire à accentuer leur courbure. Inversement, les haubans 8 à 11 exercent une tension qui à tendance à redresser les mâts 4 à 7, c'est-à-dire à diminuer leur courbure. L'équilibre de ces forces confère à chaque mât un flambement contrôlé dans un plan défini par le mât et le hauban. On peut donc parler de mât à flambement contrôlé. Les mâts 4 à 7 ne doivent donc pas présenter une section importante pour résister au flambement. Le flambement peut par exemple être compris entre 5 % et 10 %. De plus, les mâts étant reliés entre eux et orientés selon quatre 25 directions différentes, la stabilité du pylône 2 est assurée dans toutes les directions. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits 30 ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de 1' invention. Le pylône décrit peut être utilisé dans d'autres ouvrages d'art qu'un pont transbordeur. Par exemple, d'autres applications sont un pylône pour ligne haute tension, un pylône pour téléphérique, une 35 structure pour édifice de grande hauteur,... On a décrit un pylône comprenant quatre mâts. Cependant, l'invention concerne de manière plus générale un pylône comprenant au moins trois mâts. REVENDICATIONS1. Pylône (2) pour la réalisation d'ouvrage d'art, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins trois mâts (4, 5, 6, 7) répartis autour d'un axe (A) central vertical, chacun desdits mâts présentant une extrémité supérieure (14) et une extrémité inférieure (15) reliée au sol, lesdits mâts étant reliés entre eux au voisinage de leurs extrémités supérieures, lesdites extrémités supérieures étant plus proches les unes des autres que lesdites extrémités inférieures, chacun desdits mâts étant arqué avec sa concavité tournée vers ledit axe central, ledit pylône comprenant au moins trois haubans (8, 9, 10, 11), chacun desdits mâts étant reliés respectivement à l'un desdits haubans s'étendant du voisinage de l'extrémité supérieure du mât jusqu'au sol ou à l'extrémité inférieure du mât, ledit pylône comprenant un dispositif de maintien qui maintient lesdits haubans à distance desdits mâts, plus éloignés dudit axe central que lesdits mâts, ledit pylône comprenant une charge reliée auxdits mâts. 2. Pylône selon la revendication précédente, dans lequel les mâts sont réalisés en béton et les haubans en câble métallique. 3. Pylône selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif de maintien comprend au moins une vergue (12) s'étendant entre un desdits mâts et un desdits haubans. 4. Pylône selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un desdits mâts présente un flambement compris entre 5% et 10%. 5. Pylône selon l'une des revendications précédentes, comprenant quatre mâts dont les extrémités inférieures sont agencées aux quatre coins d'un rectangle. 6. Pont (1) comprenant deux pylônes (2) portant une passerelle (3), au moins un desdits pylônes étant un pylône selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite charge comprend ladite passerelle.