Brevet FR3003877A1 — publié le 20141003

- 1- La présente invention concerne un nouveau concept de Ponts Marins Flottants (vue d'artiste en figure I et schémas en figures 2) permettant à nos véhicules terrestres la traversée directe, rapide et à grande fréquence d'étendues d'eau profondes inaccessibles jusqu'alors sauf à faire appel à un bac, ferry ou avion cargo. La partie utile circulante horizontale (1), en tabliers hors d'eau, surplombe les eaux profondes au sommet de structures porteuses verticales (2) qui reposent elles-mêmes sur des flotteurs individuels (3) totalement immergés au calme sous le creux des plus grosses vagues et cependant "ancrés" (4) ou "stabilisés". Ce type nouveau de "Pont Marin Flottant" ("PMF") n'a rien à voir avec les ponts flottants de secours du « Génie militaire », ni avec les pontons flottants civils, ni avec le récent projet chinois de "pont-tunnel submergé Archimède" (un tunnel sous-marin flottant à 20 mètres de profondeur pour relier au sud de Shanghai les deux rives du détroit de Jintang distantes de plus de 3 km). Tandis qu'un long tunnel peut s'avérer surtout sous l'eau un piège mortel en cas d'accident ou d'incident (dont explosion, feu, eau), ce "Pont Marin Flottant" correctement réalisé reste de tout son long une échappatoire sécurisée bien que franchissant des zones profondes sans craindre ni mers démontées ni séismes ni collisions sous-marines tout en étant plus rapide, plus passant et moins onéreux. Seuls des vents extrêmes ou un méga tsunami pourront conduire à bloquer un temps le trafic. Le "Pont Marin Flottant" ("PMF") proposé est justifié (jusqu'à sa profondeur limite de possibilité d'ancrage) lorsque les structures porteuses de nos ponts classiques ne peuvent plus reposer sur des sols trop profondément immergés voire des fonds marins impropres à recevoir de telles charges (vase, sable). Ce "Pont Marin Flottant" est justifié aussi dès lors que les distances de rive à rive en détroits profonds dépassent les plus longues portées de nos réalisations actuelles, et dès lors que les conditions environnementales (mers démontées, courants marins, vents, séismes, ...) posent d'énormes problèmes parfois rédhibitoires aux constructions classiques ou les mettent à des prix prohibitifs. Le "Pont Marin Flottant" a pour vocation préférentielle d'ouvrir des connexions directes à grande vitesse sur des trajets transmaritimes ou transocéaniques (de continent à île, d'He à île ou de continent à continent). Il suffira de multiplier le nombre de flotteurs-supports et de portions de tabliers de circulation pour allonger le pont sur des centaines sinon des milliers de kilomètres. - 2 - De ce fait y sont tout particulièrement valorisés les trains les plus rapides, de passagers et de ferroutage, type TGV ou train magnétique. On pourra alors faire en quelques heures de jour comme de nuit et à grande fréquence des trajets économiques, écologiques, confortables et sûrs, chargés de fret ou de passagers qui supplanteront nombre de vols moyens et parfois longs courriers, onéreux et polluants, autant que de lents trajets sur navires commerciaux en course effrénée au gigantisme. Le "Pont Marin Flottant" pourra cependant aussi permettre des connexions 10 directes plus courtes, inattendues et avantageuses là où des étendues d'eaux relativement profondes sans être excessivement larges (très grands fleuves, estuaires, détroits, lacs) sont impropres à la construction de ponts classiques. Cela en fait aujourd'hui des obstacles infranchissables aux véhicules terrestres même pour quelques kilomètres ou dizaines de kilomètres nous 15 conduisant à de longs détours sinon à des solutions lourdes et onéreuses (tunnels, bateaux, avions, hydravions, hélicoptères, dirigeables...). Ainsi pourront donc être aussi valorisées des extensions de dessertes de trains nationaux, régionaux ou locaux. De même pourront y avoir accès des camions, autocars, voitures et motos sous réserve de limiter la distance à quelques dizaines 20 de kilomètres seulement (-%. 30 minutes de trajet maxi), de réduire la vitesse de ces véhicules routiers (à 70 - 110 km/h maxi par exemple, selon qu'ils seront de type route ou autoroute) pour tenter de juguler les risques d'accidents tout en permettant un accès facile aux véhicules et équipes de secours. De plus il n'est pas aisé ni recommandable et interdit, semble-t-il, de mettre des stations-services 25 sur un pont ... d'où une longueur de "Pont Marin Flottant" routier limitée à la distance maximale habituellement prévue entre deux stations-services d'autoroute (environ 50 km). Ces premiers développements sur le "Pont Marin Flottant" peuvent laisser penser qu'il n'est qu'une valorisation dérivée des plateformes pétrolières flottantes déjà 30 bien connues. Certes le "Pont Marin Flottant" s'appuie sur cette antériorité. Mais une analyse plus fine montre que la conception de ce nouveau type de pont flottant doit intégrer des critères de fonctionnement et de conditions extérieures assez différents de ceux des plateformes pétrolières. - 3 - Ces particularités du "Pont Marin Flottant" sont principalement : D Une connexion ininterrompue sur de longues distances qui traverse des flots là où peuvent se présenter de grands navires d'où la nécessité de surélever l'ensemble, tandis qu'une seule plateforme pétrolière flottante pourtant plus basse peut être contournée. > Des charges placées très haut sur la structure porteuse tandis que les sections de structure portante ou de tabliers sont exposées aux vents les plus forts, d'où risque d'oscillations voire de basculement si l'édifice n'est pas continuellement stabilisé, là où une plateforme pétrolière plus basse peut accepter des mouvements comme un bouchon sur l'eau alors même qu'elle est moins soumise à l'impact des vents. > Des circulations fluctuantes à grande fréquence de véhicules relativement lourds roulant à très vive allure (300 à 350 km/h pour un TGV, 500 km/h voire plus pour un train magnétique) ce qui induit des mouvements verticaux indésirables, des vibrations et oscillations, là où la partie supérieure d'une plateforme pétrolière est comparativement presque figée. Le "Pont Marin Flottant" proposé, qui traverse les flots, risque d'entraver les transports maritimes existants ...alors qu'une plateforme pétrolière peut être contournée. Selon la taille des navires, les "Ponts Marins Flottants" devront être notablement surélevés hors d'eau pour en permettre le passage sous le tablier le plus bas (parfois jusqu'à 70 m de tirant d'air), sauf à dévier la route de ces mastodontes. Quant aux portées de tabliers entre structures porteuses elles devront être suffisamment longues pour ne pas gêner le trafic maritime mais pas trop longues pour garder une bonne rigidité et stabilité à l'édifice, quelque soit la charge mobile circulante. Cherchant à minimiser l'impact de cette surélévation on gagnera peut-être à analyser une solution avec soulèvement progressif voire temporaire d'une seule partie du pont, bien signalisée pour les navires (figure 3). Compte-tenu du fréquent passage de véhicules sur le pont, avec des variations rapides et importantes de charge mobile, le "Pont Marin Flottant" est beaucoup plus sensible aux mouvements qu'une plateforme pétrolière (dont les tisers et câbles d'ancrage peuvent être lâches et dont les travailleurs aux pieds marins acceptent roulis et tangage). Les moments de renversement ne sont pas négligeables. - 4 - Les voies de circulation avec leurs véhicules passants et leurs passagers, haut sur le "toit" du "Pont Marin Flottant", ne peuvent accepter ces mouvements déstabilisateurs sinon destructeurs. Il convient au contraire de rendre l'équipement très stable et quasiment fixe. S'ils sont trop amples les mouvements verticaux peuvent induire des efforts destructeurs sur les liaisons entre tronçons de tabliers de circulation. Il en est de même selon l'axe longitudinal des tabliers si le flotteur et tout l'édifice support s'inclinent ou oscillent. De plus en cas d'instabilité transversale des flotteurs toute la structure porteuse et les tabliers peuvent subir des inclinaisons, oscillations et distorsions (vrilles) inacceptables, là où une plateforme pétrolière se contente de quelques réglages lents par ballasts temporaires variables. Sensibilité aussi aux vents et courants marins sauf à rendre les structures et flotteurs relativement transparents à ces poussées (treillis pour les structures, sphères pour les flotteurs?) et sécurisés. Contrairement aux éoliennes flottantes un "Pont Marin Flottant" ne peut accepter une inclinaison oscillante ou permanente. Autant de points difficiles qui demandent une analyse détaillée pour permettre un choix éclairé sur la conception du "Pont Marin Flottant" même en s'appuyant sur les modèles de plateformes pétrolières flottantes. Les principes de base concernent chacun des cinq éléments constitutifs 20 du pont : (1) les tabliers (et leurs voies de circulation), (2) les structures porteuses (en partie à l'air et en partie immergées), (3) les flotteurs (dont forme, résistance et masse sont très importantes), (4) les systèmes d'ancrage (dont le type et la profondeur sont primordiaux), 25 (5) les lests (fixes) et les ballasts (variables), ... auxquels il faudra encore ajouter les capacités et limitations actuelles de construction, transport, installation, raccordement au tablier et, le plus tard possible, remplacement puis finalement retour au port pour démantèlement. > Le tablier du pont (1) doit-il être suspendu ou porté ? 30 Les ponts suspendus ou à haubans permettent de grandes portées et diminuent de ce fait le nombre de structures-supports. Mais il faut pour cela de hautes tours au-dessus des tabliers pour y fixer les câbles ou haubans d'où des charges très haut placées surtout si le pont doit déjà être surélevé pour permettre le passage des bateaux commerciaux. - 5 - Il en résulte un "moment de renversement" indésirable et dangereux alors que la base des structures porteuses n'est pas fixée au sol mais repose sur des flotteurs (donc a priori sujets à mouvements et à risque de basculement). Le choix portera donc (figure 1) plutôt sur un tablier "porté" (1) qui réduit le "moment de renversement" et qui réduit la charge sur flotteur, surtout si ce tablier consiste en un treillis allégé au maximum (par exemple aluminium ou alliages) tout en diminuant la surface aux vents. Hauteurs, portées et largeurs de tabliers devront aussi être réduites à des grandeurs non seulement io techniquement favorables (accès, surface au vent, poids) mais de plus garantissant la sécurité (inclinaison et largeur acceptables en toutes conditions, protections latérales). Toutefois d'après un calcul succinct il ne sert à rien de diminuer la portée sous les 200 mètres ni de trop l'augmenter (voir figure 4). Par contre ces tabliers 15 de circulation devront être impérativement placés au-dessus des vagues les plus hautes, ces vagues dites centennales voire scélérates qui peuvent monter soudainement d'une vingtaine de mètres au-dessus du niveau de mer calme avec une énergie colossale (vague de la plateforme Draupner). Cependant il peut paraitre aberrant de surélever davantage ces ponts sur 20 toute leur longueur pour le passage occasionnel d'un navire "mastodonte". Faute de pouvoir dérouter ces navires, le schéma en figure 3 montre qu'une surélévation de 20 mètres est possible sur moins de 2 kilomètres à raison d'une série de portées montantes puis d'une partie centrale horizontale au niveau du passage des navires et enfin d'une série de portées descendantes. 25 La question se pose surtout pour les axes ferroviaires où la pente ne devrait guère dépasser 3 % pour un TGV. Les mouvements différentiels des portées de tabliers devront être maitrisés et les efforts absorbés (articulations, ressorts). Les joints de tabliers entre portée horizontale et portée inclinée de tabliers s'écarteront d'une dizaine de centimètres ce qui reste très raisonnable 30 et rattrapable (du même ordre de grandeur que les dilatations thermiques). On pourra y aménager les rails en chevauchement biseauté pour éviter tout risque de déraillement. Ces relevages et rabaissements temporaires peuvent être obtenus par montée puis descente contrôlée et synchronisée des flotteurs mis en jeu. - 6 - On procédera alors par relâchement puis ré-enroulement des ancrages tendus gérés par treuils motorisés sous réserve que les flotteurs soient toujours à flottabilité positive, quelques soient les charges, maintenant les câbles en tension ce que nous développerons plus loin. Mais on peut aussi très bien imaginer que cette zone soit surélevée en continu et donc fixe pour autant que les flotteurs restent toujours suffisamment profondément immergés sous les creux de vagues les plus importantes. La zone de passage autorisée devra être connue des marins et visible de loin sans équivoque. Le bas des tabliers devra aussi être signalé tout au long du pont. Les trains pourront si nécessaire être temporairement quelque peu ralentis le temps de franchir les deux kilomètres concernés par le relevage. » La structure porteuse (2) doit-elle être pleine (grands cylindres et poutres en béton ou acier) ou au contraire plus "aérée" et légère de type treillis ? La force des vents et celle des courants marins sur une surface pleine induisent de fortes poussées avec risques de renversement, ou pour le moins d'inclinaison et d'oscillations. Pour un "Pont Marin Flottant" le problème est crucial car la structure n'est pas fixée au sol mais portée sur un flotteur, qui lui- même n'est pas gage d'immobilité et de stabilité ... sauf à être très massif, hors vagues voire quasi rigidement ancré. Or la structure porteuse et les tabliers de circulation montent très hauts, élevant le centre de gravité de l'édifice. Sans oublier les charges mobiles passantes qui sont importantes, fluctuantes et placées au plus haut sur la structure porteuse. Le risque de renversement de cette haute structure chargée en son sommet est donc grand a priori, surtout transversalement, si on ne prend pas des mesures appropriées. Dans l'axe longitudinal, qui est celui de la circulation des véhicules, les tabliers créent heureusement un renfort/entretoise qui s'oppose au basculement (jusqu'à un certain point : des absorbeurs d'efforts voire des articulations s'avéreront peut-être nécessaires). Pour diminuer ces problèmes on gagne donc à ajourer et à alléger la structure voire la tuber ce qui diminuera ses prises aux vents et aux vagues sans nuire ni à sa bonne tenue ni à sa résistance mécanique. - 7 - Le choix de structure porte donc vers des treillis métalliques légers en acier, type Tour Eiffel ou grues, mais mieux encore en aluminium ou en alliage léger adapté (à noter que les trains à grande vitesse et des avions sont déjà construits majoritairement en alliage d'aluminium). L'avantage d'un treillis soumis aux vents est bien connu, surtout tubé. De plus un treillis tubé en partie structurelle immergée ou frappée par les vagues bénéficie d'un moindre impact, de par son diamètre faible comparé à la longueur d'onde des vagues. Le principe est aujourd'hui largement répandu pour les ponts, pour les plateformes pétrolières et nombre de bâtiments modernes. La structure immergée tubée étanche a un autre avantage : étant vide d'eau elle participe quelque peu à la poussée d'Archimède. Reste que des structures massives creuses en béton résisteront peut-être mieux dans des conditions environnementales très défavorables, en particulier dans les zones avec glaces dérivantes, quitte à revenir à une structure allégée dès 20 à 30 mètres au-dessus du niveau de mer calme... les icebergs et vagues scélérates faisant loi (faisabilité et intérêt économique de telles liaisons restant aussi à prouver). > Quels doivent être le matériau, la forme et l'immersion du flotteur (3) ? Un flotteur type « monstre en béton » est très lourd. Ce surpoids vient s'ajouter aux autres charges portées. Si dans les zones d'environnement très défavorable un flotteur massif en béton reste peut-être la meilleure solution technique, avec partie basse de la structure porteuse aussi en béton, cela reste un cas exceptionnel onéreux. Pour une même poussée d'Archimède un flotteur métallique sera plus léger que celui en béton, celui en aluminium plus léger qu'en acier. Or à masse plus faible on peut réduire la poussée d'Archimède, donc le volume et la taille du flotteur. Voir la figure 4. Ce graphique issu de calculs succincts semble montrer que, selon charges/matériaux/portées (tabliers de 200 à 1280 mètres), le rayon d'une sphère non lestée représentant le flotteur varierait d'un minimum d'environ 1516 mètres pour un ensemble très léger en alu-zinc ou alu-magnésium jusqu'à 25 mètres minimum pour un flotteur béton en passant par un rayon de 19-20 mètres pour un ensemble acier. Ces dimensions sont crédibles et réalisables. - 8 - D'autres matériaux, comme par exemple le plastique ou le bois, seraient-ils adaptés et préférables parce que plus légers ? Cependant la bonne tenue dans le temps du matériau choisi est primordiale. Et l'entretien d'un tel ouvrage doit être minimisé, dans son ensemble, si on ne veut pas voir son coût devenir prohibitif à l'usage. Pour ce qui est de la forme les modèles courants cylindriques sont-ils le meilleur choix pour un "Pont Marin Flottant" ? ... Ce n'est pas évident à bien analyser les modèles existants ("Sea Orbiter" ou plateformes flottantes pétrolières) : N( Cas d'un flotteur constitué d'un seul cylindre. Il sera soit très large en section (disque horizontal) soit très long (tour verticale). - Disque horizontal très large en figure 5 (beaucoup plus que la largeur des tabliers de circulation ; comme le disque de la station de recherches marines "Sea Orbiter") : Ce flotteur discoïde de dérive lente (car faible section aux courants marins) sera oscillant mais néanmoins stable si lesté sous son fond central. Ses mouvements verticaux sont cependant réduits par le frein/frottement de la grande section horizontale. Ce qui parait intéressant pour un "Pont Marin Flottant". Mais l'épaisseur du disque étant relativement faible son diamètre doit être très grand pour garder une bonne poussée d'Archimède, sauf à disposer d'une structure porteuse verticale unique centrale en pilier creux pour améliorer la flottabilité. Ce disque prendra beaucoup de place dans le plan horizontal, pouvant gêner le trafic maritime sauf si le tirant d'eau au-dessus du disque est conséquent. Ce type d'édifice appliqué à un" Pont Marin Flottant" pose cependant un risque de basculement transversal et de mouvements verticaux indésirables au passage des lourdes charges circulantes s'il n'est pas en flottabilité toujours positive, quelque soit les lourdes charges, et s'il n'est pas aussi fixé par ancrages tendus. Peu de chance qu'il représente le meilleur choix pour un "Pont Marin Flottant". - Tour verticale en çylindre creux unique très profond : Elle aura tendance naturelle à se coucher, d'où un lest de fond pour maintenir la verticalité surtout lors du passage des charges circulantes. - 9 - C'est le modèle largement répandu de CLASSIC SPAR ou de TRUSS SPAR dans les plateformes pétrolières (voir figures 6). Grande longueur et poids du flotteur plus lest qui augmentent encore le poids global et par conséquent le volume du cylindre pour rétablir la bonne poussée d'Archimède. En "Pont Marin Flottant" ce modèle n'est pas idéal compte-tenu de la grande profondeur de flotteur nécessaire (de 120 à 180 mètres) et des forts moments de renversement pour une structure haute hors d'eau sauf à bloquer l'ensemble dans ses lo mouvements par un ancrage tendu (et dans ce cas la partie inférieure en plateaux amortisseurs du type TRUSS SPAR ne sert à rien). Or les ancrages des SPARS ne sont pas tendus (dérive à 15 mètres près) et peuvent laisser se produire des mouvements intempestifs au passage des véhicules. 15 Ce n'est pas un bon choix pour un "Pont Marin Flottant". ,/ Cas de plusieurs cylindres, accolés ou non, tenus ensemble par une structure additionnelle (comme c'est le cas de certaines plateformes pétrolières semi-submergées et TLP - voir figures 6). Les semi-submersibles sont ballastées (à ballast réglable) et ancrées "lâche" ce qui 20 diminue un peu l'impact de la houle mais pas l'impact vertical de variations de lourdes charges circulantes. Les TLP (Tension legs Platforms) présentent l'avantage important d'être à flottabilité positive constante restant maintenues en immersion partielle par les ancrages tendus. Ce modèle pourrait être un bon candidat pour le "Pont Marin Flottant" 25 sous réserve de pouvoir enfoncer le flotteur nettement sous la surface tant pour baisser le centre de gravité que pour éviter l'impact des vagues. Par contre semi-submersibles ou TLP qui flottent au niveau de la surface (centre de gravité peu profond) induisent un risque de basculement au passage des véhicules, prennent plus de section horizontale et verticale là 30 où l'impact des vagues et des courants marins est le plus fort ... ce qui n'est pas favorable sauf à privilégier peut-être des édifices très massifs en béton armé (donc aussi plus volumineux pour rétablir la flottabilité). Il y a aussi beaucoup d'emprise en surface au passage des bateaux. - 10 - Pour un "Pont Marin Flottant" les poids, dimensions et prix risquent encore d'être prohibitifs. 1 Cas d'un système type "Control Buov" (habituellement de signalisation). Même largement agrandi il n'est pas adapté au "Pont Marin Flottant" car le couple de renversement des charges hors d'eau y serait beaucoup trop important. 1 Les autres modèles pétroliers sont sans correspondance avec le cas du "Pont Marin Flottant". 10 Une solution nouvelle semble très intéressante : un flotteur (3) en forme de sphère, métallique et immergé selon figures 2 et 7. Un " Pont Marin Flottant" devrait nécessiter des sphères de 15 à 25 mètres de rayon selon charges (fixes et mobiles), dimensions et portée des tabliers, importance du trafic, tirant d'air. Ces ordres de dimensions sont du niveau de la géode du 15 parc de la Villette à Paris en 36 mètres de diamètre. La plus grande sphère géodésique réalisée à ce jour est la Biosphère de Montréal en 80 mètres de diamètre. A poussée d'Archimède équivalente et pour un même matériau la sphère est la forme la plus légère. De plus cette forme donne le coefficient de frottement le plus faible dans tous les sens et la rend presque 20 transparente aux courants marins (mieux qu'un ou plusieurs cylindres). Cependant les mouvements verticaux ne sont guère freinés (frein qui serait préférable à flotteur libre comme dans les Truss Spars) ... mais cette réactivité verticale s'avère au contraire souhaitable si la sphère est à flottabilité toujours positive tenue par des ancrages tendus. Par ailleurs sa forme et son 25 immersion (sous environ 20 à 30 mètres d'eau par mer calme) la rendent quasi insensible aux vagues. De plus l'arrondi de la sphère libère rapidement un plus grand tirant d'eau dès qu'on s'écarte de l'axe vertical, donc faible impact des vagues et faible risque de collision avec les navires (ou les icebergs de taille moyenne). Les constructions de sphères géodésiques 30 s'appuient sur des structures périphériques en treillis progressivement relevées depuis un poteau central. Pour les grandes tailles elles se conjuguent en sphères renforcées à double enveloppe. Dans le cas d'un" Pont Marin Flottant" on s'appuiera aussi sur une structure interne à la sphère (figure 7) pour y loger lest, ballasts et éventuels équipements (5). Par ailleurs on envisagera un entre deux coques sous forme de caissons soudés étanches pour contenir et réduire les risques d'infiltrations d'eau de mer par corrosion ou déchirure (une fois réparés ces caissons devront pouvoir être vidés de l'eau de mer par injection d'air). Ces caissons peuvent éventuellement être remplis d'un produit expansé absorbeur de choc (de préférence écologique) pour amortir les collisions et mieux étanchéifier l'enveloppe du flotteur. Un double tube concentrique étanche antichoc logeant un ascenseur/monte-charges (6) reliera le fond de flotteur à la plateforme sous tabliers pour les accès de surveillance et d'entretien du flotteur (3). Il permettra le passage de câblages électriques et les circulations d'air dans le flotteur et il sera à l'abri entre les poteaux tubulaires de la structure porteuse. Ce flotteur en forme de sphère pourra allier les avantages du modèle Ses Orbiter avec ceux des plateformes pétrolières TLP tout en étant la solution la plus légère et la moins encombrante, facile à mettre en flottabilité positive pour encaisser toutes les variations de charges ; sous réserve d'appliquer un ancrage tendu pour maintenir le flotteur en position fixe d'immersion et un lest culbuto pour stabiliser la verticalité. Puis il restera à vérifier la résistance chimique et physique d'un tel gros flotteur immergé 20 à 30 m sous niveau de mer calme ainsi que son comportement aux accidents (fissures, collision, ...) sans oublier les contraintes de son transport, son installation, son raccordement et son éventuel remplacement. Quelque soit le type de flotteur finalement choisi on cherchera à le protéger, autant que raisonnablement possible, non seulement des collisions par navires mais aussi par sous-marins. Cage tubée flottante et filets métalliques tout autour des flotteurs et de la structure immergée seront disposés à cet effet et serviront aussi à protéger l'édifice contre torpilles et mines. Quant aux chutes d'avions sur le" Pont Marin Flottant" leur probabilité est extrêmement faible. Reste les attaques guerrières destructrices ! - 12 - > Faut-il un lest fixe dès la construction ou des ballasts temporaires (5) ? Il est nécessaire d'assurer la stabilité du flotteur dès son transport jusqu'au fonctionnement final. Lest et ballast auront leurs rôles à jouer. La structure interne (7) du flotteur (figure 7) permettra de les y insérer. Le lest (fixe) doit réduire sinon supprimer le risque de basculement de l'édifice flottant, surtout dès le départ du port avant ancrage in situ. Les ballasts (réglables) doivent permettre l'immersion autant que nécessaire selon les besoins, en cours de transport puis au début d'installation. lo 1 Le lest culbuto fixe favorisera un rapide retour à l'équilibre de l'édifice et s'opposera aux basculements (centre de gravité mis au plus bas possible de l'édifice flotteur et porteur). Cette mesure est une nécessité conceptuelle, même si un ancrage tendu bien disposé peut résoudre ce risque de basculement (... mais seulement après sa pose !). Ce lest devra 15 aussi pouvoir maintenir le flotteur en position stable et adaptée pendant le passage de la masse circulante fluctuante. Il diminuera profitablement les efforts déformants sur les tabliers et les tensions sur les ancrages, étant entendu que le flotteur devra toujours rester en flottabilité nettement positive. Logé au plus bas, en fond de flotteur dans un caisson étanche, le 20 lest pourra consister en un remplissage à sec par du sable de dragage ou par des gravats inertes (moins de volume occupé pour une masse plus importante qu'un lest à l'eau de mer). 1 Par ailleurs on fera appel à des ballasts temporaires réglables par remplissage et vidange d'eau de mer. Ils s'avéreront nécessaires pour 25 baisser le centre de gravité du flotteur pendant son remorquage. Flotteur in situ ils seront vidés progressivement en phase avec la tension d'ancrage et l'avancement du montage des tronçons de structures. > Faut-il ancrer (4) le flotteur et/ou le sommet de l'édifice ? Quel type 30 d'ancrage ? Combien d'ancrages ? Le problème de l'ancrage est primordial dans la conception du "Pont Marin Flottant". Plusieurs difficultés se présentent : - Partant de l'expérience pétrolière, faut-il ancrer et jusqu'à quelle profondeur est-il techniquement et économiquement possible d'ancrer ? - 13 - - De quel type sont les câbles d'ancrages ? Sont-ils souples ou rigides ? - A quel endroit du" Pont Marin Flottant" faut-il accrocher voire enrouler ces câbles ? - A quel moment de l'installation in situ doit-on procéder à l'ancrage ? Ces questions mènent à grandes réflexions car les solutions ne sont pas évidentes. 1 Tout d'abord le terme ancrage devrait être étendu à la stabilisation dynamique autant qu'aux ancrages (statiques). D'autant qu'une stabilisation dynamique permettrait de s'affranchir des problèmes de profondeur, un énorme avantage. Cependant un système dynamique bien que relativement précis (à 1,5 mètre près) nécessite d'être installé sur chaque flotteur, consomme de l'énergie pour fonctionner, présente des risques de panne ... et coûtera cher à l'usage. De plus classiquement ce système ne règle que le problème de positionnement horizontal. Pour un " Pont Marin Flottant" la gestion additionnelle et synchrone des mouvements verticaux nécessitera un système dynamique séparé du premier et à temps de réponse très court pour tenir compte des rapides variations de charges circulantes. Les tabliers horizontaux et interconnectés de circulation limiteront certes les mouvements verticaux mais la gestion de ces mouvements restera dynamique et difficile. Solution loin d'être optimale et économique. Un système dynamique est peut-être simple pour des plateformes pétrolières individuelles, pour des barges ou des navires d'exploitation mais pour un" Pont Marin Flottant ", avec de plus des centaines ou milliers de flotteurs, il faudra en démontrer la faisabilité technique et sans doute le limiter aux très grands fonds marins, là où des ancrages ne seront pas possibles. 1 Reste l'ancrage (statique) fixé aux fonds marins (limité par la profondeur raisonnablement accessible). Or si l'instabilité des flotteurs est réduite par leur immersion assez profonde, elle n'est pas nulle et de plus fluctuante selon la charge mobile passante et sa fréquence. Il est donc absolument nécessaire d'ancrer le flotteur aux fonds marins en mode tendu mais dans le même temps de le maintenir en poussée d'Archimède nettement positive quelques soient les charges. - 14 - On évitera ainsi non seulement que le flotteur dérive mais aussi qu'il s'enfonce voire coule au moindre passage de véhicules cherchant au contraire continuellement à remonter et revenir à sa position initiale tirant toujours sur les ancrages tendus d'où une stabilité verticale continue et une dérive maitrisée. Toutefois les câbles d'ancrage (4) devront enserrer le flotteur pour le maintenir en position et éviter son relèvement et basculement. Les câbles passeront dans quatre guides en croix, opposés deux à deux selon l'axe longitudinal et l'axe transversal du pont, logés sur une même section horizontale (figures 2). Partant de l'expérience pétrolière il ressort que le système adapté serait a priori basé sur des ancres à succion et des câbles tendus très résistants. Il faudra cependant sans doute multiplier le nombre de ces ancrages pour qu'ils acceptent les fortes tensions mises en jeu, y compris en cas de rupture d'un câble. De cette constatation résulte le fait que le "Pont Marin Flottant" ancré ne peut vraisemblablement être installé qu'aux profondeurs bathymétriques maîtrisées pour la pose de ces ancrages tendus. La technologie et la technique évolueront sans doute mais actuellement les profondeurs marines pratiquées en ancrage tendu par l'industrie pétrolière seraient autour de 1500-1600 mètres (selon TECHN1P en 2007). Cela suffit dans la grande majorité des cas ... Dans ce cas certaines connexions de "Pont Marin Flottant" entre l'Europe et l'Amérique du Nord, entre l'Afrique et le Brésil, entre l'Australie et la Nouvelle Calédonie ou la Nouvelle Zélande sont difficilement concevables à ce jour si on ne peut ancrer tendu à 2000 voire 2500 mètres de profondeur. Une telle évolution est cependant envisageable au moins jusqu'à 2300 mètres si on en juge par les parutions sur ce sujet (voir figure 6.2). A noter que le choix de TECHNIP a porté sur des câbles métalliques, en torons et gainés, dont les deux extrémités sont liées à des chaines. Ces chaines peuvent être entrainées et bloquées par des treuils, motorisés, en forme de roues à dents. Par ailleurs bien que plus chers les câbles synthétiques semblent devenir le système d'avenir. Ils semblent offrir à la fois plus de résistance, moins d'usure et plus de légèreté que les câbles métalliques. - 15 - Un point avantageux pour le "Pont Marin Flottant" serait cependant la possibilité d'enrouler les câbles gainés directement sur un treuil sans passer par une chaine. Mais reste à prouver une telle faisabilité. Partant sur la solution maitrisée à ce jour (type TECHNIP) quels sont les critères essentiels d'une installation au risque minimum ? - L'ancrage doit pouvoir être réalisé au plus tôt, si possible dès l'arrivée du flotteur in situ (ancres à succion ensouillées avant l'arrivée du flotteur). - Seul un cheminement des câbles en ligne droite ou presque parait la solution réaliste. - Les treuils (8) motorisés d'enroulement et de tension des câbles-chaines doivent être aisément installables et toujours accessibles. - Finalement l'ancrage devrait être fixé à la structure porteuse, à l'air au-dessus des vagues, en son point le plus haut ou du moins à une hauteur suffisante pour réduire à zéro le risque de basculement. - Sans oublier que la stabilité de l'édifice devra être assurée tout au long du transport, du montage et du fonctionnement quitte à poser la structure porteuse par tronçons et en veillant à maintenir le flotteur en position. Deux options semblent pouvoir plus ou moins correspondre à ces critères. N, Une solution interne au flotteur (figure 2.1) : Des premiers treuils (8') d'ancrages (au moins 4, cardinaux) sont logés dans le flotteur (3) dès la construction. Les câbles sortent par le bas (9). Deux autres ancrages transversaux extérieurs (13) devront être fixés in fine au niveau des tabliers. N( Une solution externe au flotteur (figure 2.2) : Les câbles (12) et treuils d'ancrages (8) cardinaux restent extérieurs au flotteur qu'ils enserrent en passant dans des guides (10) fixés à l'équateur de la sphère. Les treuils sont logés sur une plateforme élévatrice entourant la structure porteuse hors d'eau. La plateforme des treuils et câbles d'ancrage est remontée progressivement au long des tronçons de structure porteuse jusque sous les tabliers pour y être définitivement fixée. - 16 - La première option se heurte à un très délicat problème d'étanchéité du flotteur. Elle faciliterait cependant la pose des systèmes d'ancrage dès l'arrivée du flotteur in situ. Mais, outre qu'elle pose des problèmes d'accès et d'entretien, elle est risquée car une infiltration d'eau non maitrisée peut faire couler le flotteur et mener à une catastrophe. De plus la stabilité de l'édifice n'est pas garantie pendant le montage de la structure porteuse tant que les deux ancrages hauts transversaux ne sont pas accrochés (6 ancrages au total). Enfin les ancres sur le fond marin seront proches les unes des autres ce qui, en concentrant les efforts sur une surface réduite, multiplie le risque d'arrachement du sol. La solution de mise en place des ancrages de flotteur répondant au mieux aux possibilités actuelles semble consister en la description de l'option 2 (visible en figure Z2): Le système d'ancrage (treuils et câbles) sera là aussi mis en place dès la construction au port mais disposé extérieurement au flotteur. Plus de problème d'étanchéité du flotteur tout en gardant la possibilité de déployer les câbles puis de les ancrer dès l'arrivée sur le site. Les treuils et câbles d'ancrage seront logés sur une "plateforme élévatrice" temporairement fixée au sommet d'un premier tronçon de structure porteuse. Ce tronçon sera petit et léger donc sans impact sur la stabilité du flotteur en particulier pendant le transport-remorquage maritime. Les câbles passeront dans au moins quatre guides extérieurs fixés à la structure périphérique équatoriale du flotteur sphérique, en croix selon l'axe longitudinal et le transversal. L'ancrage étant accroché au fond marin et légèrement tendu on videra les ballasts. De ce fait les câbles seront mis en tension quasi rigide. On pourra alors amener et poser, par grue flottante, le reste de la structure porteuse tronçon par tronçon tout en remontant progressivement et uniformément la "plateforme élévatrice" ce qui enfoncera le flotteur et tendra les câbles garantissant la stabilité verticale de l'édifice. La plateforme des treuils d'ancrage sera finalement rigidement fixée à un niveau suffisamment élevé de la structure porteuse, juste sous les tabliers de circulation. Dans cette procédure le risque de noyer le flotteur ou de voir l'édifice basculer est nul. Il devrait suffire de quatre ancrages, au lieu des six dans l'option 1. - 17 - Enfin les points d'ancrage sur le fond marin peuvent être un peu plus écartés diminuant le risque d'arrachement des sols sans nuire à la stabilité globale de l'édifice. Peut-être les spécialistes de l'ingénierie de réalisation trouveront-ils mieux. Mais la solution proposée parait déjà connue et crédible. On tirera sans doute grand profit des techniques éprouvées sur les plateformes flottantes pétrolières avec des chaines en bout de câbles. Des treuils dentés (comme ceux utilisés par TECHNIP par exemple) permettront d'enrouler ou dérouler 10 les chaines et de les bloquer en position. En partie supérieure du câble la chaine devra couvrir la longueur entre position la plus haute du treuil et le niveau de fond de flotteur soit environ 130 mètres plus marges, des roues dentées pouvant aussi équiper les guides périphériques de flotteur. Théoriquement un multiple de trois ancrages pourrait suffire sur le flotteur 15 mais mieux vaut un réseau de plus en sécurité au cas où l'un des trois ancrages de base viendrait à lâcher. D'autant que la gestion équilibrée des efforts sera meilleure en jouant sur les deux grands axes du pont (le longitudinal et le transversal - Voir figures 2). Cependant une fois les tabliers posés, jouant le rôle d'entretoises longitudinales, les câbles d'ancrages sur ce 20 même axe n'ont plus de vraie justification sauf à alléger les efforts entre tabliers et structure porteuse et mieux répartir les efforts sur l'ensemble des ancrages. Les ancrages longitudinaux pourraient donc n'être utilisés que pendant le montage de la structure porteuse et la pose des tabliers puis retirés pour les besoins du flotteur suivant. Cette économie risque néanmoins de 25 nuire dangereusement à la stabilité et à la gestion des efforts. Le principe du "Pont Marin Flottant" étant à présent bien défini et sa faisabilité extrapolée de l'expérience acquise sur les plateformes pétrolières ont peut compléter par quelques points de détail sur sa réalisation et son installation : Les choix et dimensionnements adaptés aux besoins : 30 L'utilisation d'un alliage d'aluminium recyclé, comme sur le Sea Orbiter, sera certainement un choix sûr et un gage d'allègement, de long terme et de moindre coût global d'une telle installation. Les TGV ou trains magnétiques et les avions ont déjà tiré avantage de cet allègement. - 18 - A noter que sur les grandes distances, devant être parcourues au plus vite et sans interruption de rive à rive, il n'y aura de possibilité d'accès sur le " Pont Marin Flottant" qu'aux TGV et qu'aux trains magnétiques. Un " Pont Marin Flottant " de grande distance, en ligne quasiment droite aux courbes très larges et à pente quasi nulle, permet aux trains de fret d'atteindre eux-mêmes de très grandes vitesses. Mais les voies dédiées aux passagers seront séparées de celles du fret par sécurité et pour permettre les meilleures vitesses et fréquences de chacun de ces deux types de trafic. Plus généralement, la largeur et le nombre de tabliers superposés dépendra des types de véhicules mis en circulation et du double sens des circulations. Les voies extérieures seront dévolues aux charges circulantes les plus légères, tout particulièrement sur le tablier supérieur. De l'extérieur vers l'intérieur : piétons, cyclistes, motocyclistes et voitures, camions ... ou bien train de passagers, train postal et train de fret. Les véhicules les plus lourds et les plus rapides circuleront de préférence sur les voies intérieures du tablier le plus bas pour réduire au minimum les risques de balancement du système et ne pas nuire à la stabilité et sécurité du " Pont Marin Flottant ". Les surcharges de pluie, de neige et de glace seront limitées grâce à la structure très ajourée, tubulaire et inclinée, et grâce à des plateformes en caillebotis. Ce choix réduit aussi les perturbations par surpressions au passage des trains à très grande vitesse. Les autres aménagements propres aux trains TGV sont déjà bien connus. On pourra y ajouter des guides latéraux. Les mesures sécuritaires : Tandis qu'un long tunnel s'avère souvent un piège mortel en cas d'accident ou d'incident ... surtout sous l'eau, un "Pont Marin Flottant" même très long sera plus sécurisé, plus accessible au secours, franchissant et surplombant des zones maritimes profondes sans craindre les séismes et les collisions sous-marines. Comme c'est déjà le cas sur les ponts terrestres partout dans le monde, les tabliers de circulation et les structures seront calculés et aménagés pour faire face aux vents les plus forts prévus dans la zone traversée et leurs mouvements autorisés ne dépasseront jamais les tolérances permises pour garantir la stabilité des véhicules. - 19 - Des vents violents restent compatibles avec un " Pont Marin Flottant" si ses tabliers sont de relative faible portée et les trains adaptés. Pour un tablier de 200 à 500 mètres de portée et de 15 à 27 mètres de large, donc un rapport portée / largeur du pont entre 13 et 33 (moins que le Golden Gate Bridge), le risque d'effondrement par tempête est presque nul. En cas de début de tempête comme en cas d'accident sur les voies, des accès directs à des voies piétonnes, escaliers et plateformes permettront de se réfugier sur chacune des structures porteuses dans des refuges renforcés (voire déconnectables, étanches et insubmersibles comme certains canots sur les plateformes pétrolières). Le large ascenseur/monte-charges descendant jusqu'au fond du flotteur pourra même permettre d'accueillir des gens à l'abri dans le flotteur en condition maximale de protection. On ajoutera un sas étanche à chaque porte dans le flotteur. Par ailleurs de hautes rambardes rentrantes de sécurité seront disposées à l'extérieur des tabliers et des barrières de protection longeront les voies de circulation, pour éviter que des trains type TGV tombent à l'eau ou entrent en collision. A noter que des trains magnétiques, bloqués par leurs "rails" guides en "T" ou en "U", seront dans un proche futur la solution idéale sûre, rapide, économique et écologique. En attendant les TGV pourraient déjà eux aussi éviter des sorties de voie grâce à de petites roues latérales extérieures aux bogies s'appuyant sur des guides au long des voies. Cependant sachant qu'il faut 3 km pour arrêter en urgence une rame TGV de passagers, la signalétique et les contrôles devront aussi être ininterrompus et automatiques tout au long des voies jusqu'aux postes à terre. Des alarmes radars vérifieront sans cesse la distance acceptable entre deux rames et des sécurités ralentiront ou mettront ces rames à l'arrêt si risque de collision. Des plateformes à hélicoptères permettront l'évacuation urgente des blessés et autres passagers en cas d'incident ou d'accident mais aussi le transport d'équipements divers. Les voies centrales des tabliers seront réservées aux arrivées et retour principaux des secours et des équipes d'entretien tandis que les allées sur les bordures permettront aux passagers de rejoindre les refuges ou les plateformes à hélicoptères. - 20 - Des signalisations lumineuses visibles de loin et par tous temps devront permettre aux navires, avions et hélicoptères de repérer la position des plus hautes parties du pont et des structures porteuses, ainsi que la hauteur autorisée de passage sous le pont. > La constructions le transport et le montage du pont (Figures 8): On ne développera que l'option 2 d'ancrage de flotteur selon figure 2.2. Etape "A" : La construction et l'assemblage des éléments principaux les plus gros et les plus lourds seront réalisés en bordure de mer ou de fleuve pour réduire les transports au strict minimum nécessaire. La construction du flotteur sphérique (3) pourra commencer en cale sèche (mais donnant sur un chenal à fort tirant d'eau) jusqu'à l'installation complète de sa structure interne (7), des enveloppes, des caissons de protection, des équipements internes (lest culbuto et ballasts temporaires (5), tube ascenseur (6), premier tronçon de structure porteuse (2), platefonne élévatrice d'ancrage, divers). Toutes étanchéités seront faites et vérifiées avec l'enveloppe de la sphère. Etape "B" : Alors le flotteur, pré-équipé du système d'ancrage (8), pourra être mis à l'eau tirant profit de sa flottabilité élevée mais lesté en son fond et ballasté pour ne pas le voir se retourner (5). Lest culbuto non seulement pour la mise à l'eau et le transport mais aussi pour garantir la stabilité en fonctionnement. Cependant pour éviter de trop alourdir le lest il sera procédé à un ballastage complémentaire partiel et temporaire dans l'hémisphère bas. La sphère sera immergée jusqu'au-dessus de son équateur, voire aux 2/3 de son diamètre, garantissant ainsi une bonne stabilité pendant le transport sur les flots. Ce sous-ensemble sera tiré par remorqueur jusqu'à sa position géographique propre en commençant par les bordures de côte. Etape "C" : Arrivé sur le site on fera dérouler les câbles d'ancrage (12) jusqu'au fond marin, les faisant passer dans les guides (10) qui enserrent le flotteur. Ces câbles-chaines seront accrochés aux ancres à succion (11) préalablement ensouillées tandis qu'à leur extrémité hors d'eau les chaines seront tenues par les roues dentées (8). A ce stade, flotteur stabilisé, on rembobinera les câbles-chaines pour les tendre et ainsi se préparer à gérer le montage de la structure porteuse. - 21 - Un générateur électrique temporaire et un réservoir de carburant placés sur la plateforme élévatrice dès sa construction alimenteront les divers consommateurs temporaires pendant l'installation in situ. Etape "D" : On pourra alors amener et installer, par grue flottante (14), les autres tronçons de la structure porteuse (2) et leurs équipements associés (refuge, tube ascenseur résiduel, portions de passerelles et escaliers). Le flotteur s'enfonçant sous leur poids les ballasts seront progressivement vidés (motopompes de vidange et/ou injection d'air comprimé). Par les poutres supérieures du dernier tronçon posé un système élévateur tirera vers le haut la plateforme des treuils d'ancrage. On limitera autant que possible le nombre de tronçons et de procédures. Etape "E" : La plateforme des treuils (8) sera définitivement fixée à ce jeu de poutres au sommet de la structure porteuse (2). A ce stade, ballasts vides, les flotteurs atteindront leur position maximale d'immersion grâce à la tension des câbles d'ancrage (4). La stabilité sera assurée avant même la pose des tabliers de circulation (1). Etape "F" : Enfin les derniers blocs installés seront les structures de supports et de fixation des tabliers (1) avec plateau refuge et accès divers dont une plateforme pour hélicoptères sur le toit de l'édifice. Les premiers tabliers pourront être posés liant l'édifice flotteur au rivage et facilitant l'accès aux travailleurs et les transports. La forte poussée d'Archimède pourra faire face à toutes les charges fixes et mobiles limitant l'enfoncement résiduel à moins d'une dizaine de centimètres, gérable par les articulations entre édifice et tabliers. Les autres parties du "pont marin flottant" seront édifiées en installations chevauchées progressives partant vers le large d'une part et commençant similairement depuis l'autre rive. Dès que deux édifices flotteurs et porteurs consécutifs sont prêts on peut poser les tabliers intermédiaires. Et ainsi de suite jusqu'à la dernière portée en ajustant les tensions de câbles d'ancrage si besoin. Les matériaux utilisés étant de qualité, résistant à tous les efforts constants ou occasionnels ainsi qu'à la corrosion, l'entretien sera minimisé. - 22 - Mais bien que le matériel fixe soit censé durer très longtemps il y a toujours des risques de panne sur les appareils motorisés, les équipements de contrôle-commande, etc. Tout aura néanmoins été prévu pour faciliter cet entretien et l'hébergement temporaire loin des côtes dans les refuges au sein de chaque structure porteuse. On pourra amener les matériels neufs et retourner les matériels défectueux par le pont lui-même, par bateau-grue ou par hélicoptère. Les avaries sur flotteur (collision sous-marine?) devront être réparées sur place par plongeurs-soudeurs et éventuels robots sous-marins, sachant que la double 10 coque sera suffisamment compartimentée pour éviter le pire et que le flotteur devra toujours rester en flottabilité positive quelque soit la charge supportée. Idem pour un problème sur un ancrage. Un problème sur la structure porteuse devrait pouvoir être traité localement en disposant des structures additionnelles temporaires de renfort le temps de réparer et changer les treillis détériorés. Le jour 15 (sans doute rare) d'un remplacement ou d'une réparation importante sur une portée de tablier la haute grue flottante déjà utilisée lors de la construction pourra permettre de désolidariser le tablier, de le déposer sur barge où la réparation pourra être faite avant remise en place. Sinon il sera rapidement procédé à un échange standard avec une portée neuve. De ce fait des portées de 200 mètres 20 seront sans doute préférables à des portées de 500 mètres. La portée défectueuse sera ramenée à terre. Pour les plus petites interventions on sait déjà procéder sur place sans démontage complet. A noter que pour les transports de masses sur de grandes distances les TGV et bientôt les trains magnétiques sans frottements sont de loin les plus performants en quantités de passagers ou de fret 25 transportées, en réduction de durée de déplacement de porte à porte, en efficacité énergétique, en économie et sur un plan écologique. En particulier les trafics de fret sur "Pont Marin Flottant" par TGV et trains magnétiques seront donc de loin plus rapides, moins risqués et moins onéreux que les gros transporteurs maritimes voire plus avantageux que les avions gros porteurs sur des distances 30 de quelques milliers de kilomètres. Sachant qu'il ne faudra que quelques heures (au pire une journée) pour transporter d'énormes frets sur" Pont Marin Flottant" à grande fréquence de TGV ou trains magnétiques, là où il faudra plusieurs jours sinon semaines à un gros transporteur maritime, il est vraisemblable que la compétitivité du" Pont Marin Flottant" ferroviaire sera rapidement établie. - 23 - Il en résultera sans doute que les transporteurs maritimes devront choisir d'autres routes encore inaccessibles aux Ponts Marins Flottants et que ces ponts n'auront plus à être autant surélevés pour le passage des mastodontes des mers. Les Ponts Marins Flottants seront alors encore plus légers et leurs coûts réduits ce qui en améliorera encore plus la compétitivité. Il ne reste plus qu'à une (ou des) ingénierie(s) de réalisation spécialisée(s) de parfaire ces choix, méthodes et calculs sur un cas réel même relativement court pour définitivement démontrer l'intérêt pratique, technique et économique autant qu'écologique d'un Pont Marin Flottant dans nos déplacements et échanges intranationaux et internationaux. Pour conclure et en résumé on classe ainsi les principaux points de ce brevet : - Le Pont Marin Flottant ("PMF") est caractérisé (figures I et 2) par une partie utile circulante horizontale (1), en tabliers hors d'eau, qui surplombe les eaux profondes au sommet de multiples structures porteuses (2) verticales reposant elles-mêmes sur des flotteurs (3) individuels totalement immergés au calme sous le creux des plus grosses vagues, cependant ancrés (4) aux fonds marins ou stabilisés dynamiquement. D Le Pont Marin Flottant ("PMF") comprend des flotteurs (3) en poussée d'Archimède toujours positive quelques soient les masses et charges globales, fixes et fluctuantes, chaque flotteur individuel étant maintenu immergé en position stable par quatre groupes d'ancrages (4) tendus extérieurs au flotteur dont une extrémité est fixée au fond marin tandis que l'autre est fixée à des treuils (8) en partie la plus haute de la structure porteuse (2) sous tabliers les câbles (12) passant dans des guides accrochés au flotteur. D Le Pont Marin Flottant ("PMF") peut aussi être envisagé avec des flotteurs (3) en poussée d'Archimède toujours positive quelques soient les masses et charges globales, fixes et fluctuantes, mais chaque flotteur individuel étant maintenu immergé en position fixe et stable par quatre groupes d'ancrages (4) tendus dont une extrémité est fixée au fond marin tandis que l'autre est fixée à des treuils (8') logés dans le flotteur, les câbles (12) traversant le flotteur dans des gaines étanches (9) en partie basse du flotteur, deux autres ancrages additionnels sans lien au flotteur étant - 24 - finalement accrochés à la structure des tabliers (1) en vis-à-vis dans le plan transversal du flotteur pour réduire les efforts transversaux et stabiliser l'édifice porteur et le pont. > Le Pont Marin Flottant ("PMF") peut encore être équipé d'un système dynamique de contrôle de profondeur, permettant de stabiliser le niveau d'immersion des flotteurs quelques soient les charges fluctuantes ou passantes, et avec un système dynamique de contrôle de dérive permettant de maintenir la verticalité des édifices flotteurs et porteurs, tout en se passant d'ancrages statiques sur les fonds marins libérant ainsi l'accès du Pont Marin Flottant ("PMF" aux plus grandes profondeurs marines à la seule nécessité d'un approvisionnement électrique des systèmes dynamiques, a priori par les mêmes réseaux alimentant les voies de circulation sur le pont ou par des groupes électrogènes locaux de secours sur chaque édifice flotteur/porteur. Le Pont Marin Flottant ("PMF") comprend des flotteurs (3) à structure interne (7) et double enveloppe métalliques ainsi que des structures porteuses (2) et des tabliers (1) sous forme de treillis métalliques type tour Eiffel ou tubés dont le matériau sera, selon les disponibilités et conditions économiques locales, soit de l'acier soit des alliages légers d'aluminium ou autres matériaux équivalents de qualités mécaniques adaptées résistants à la corrosion marine. A Le Pont Marin Flottant ("PMF") pour s'adapter à des conditions extérieures très difficiles (icebergs par exemple) peut toutefois être construit avec des flotteurs (3) immergés en béton armé creux surmontés d'une partie de structure porteuse (2) en cylindres creux du même matériau, jusqu'au niveau le plus haut de vague centennale ou de vague scélérate, le reste de la structure porteuse hors d'eau et les tabliers (1) étant réalisé sous forme de treillis métalliques type tour Eiffel ou tubés dont le matériau sera, selon les disponibilités et conditions économiques locales, soit de l'acier soit des alliages légers d'aluminium ou autres matériaux équivalents de qualités mécaniques adaptées résistants à la corrosion marine. - 25 - > Le Pont Marin Flottant ("PMF") comprend en base des flotteurs (3) sphériques. > Le Pont Marin Flottant ("PMF") comprend une ou plusieurs portées de tabliers (1) surélevées pour le passage des grands et hauts navires, soit de manière fixe grâce à une hauteur différentielle des structures portantes (2) soit en élévation temporaire grâce au réglage synchrone de la longueur des câbles d'ancrage et donc de la remontée de l'ensemble flotteursstructures-tabliers, tandis que les pentes d'accès montantes et 10 descendantes seront adaptées, réparties sur plusieurs portées de tabliers, pour répondre aux possibilités de franchissement par les véhicules circulants sur les tabliers du pont. 15 20 25 30 REVENDICATIONS1) Pont Marin Flottant ("PMF") caractérisé (figures 1 et 2) en ce que la partie utile circulante horizontale (1), en tabliers hors d'eau, surplombe les eaux profondes au sommet de multiples structures porteuses (2) verticales qui reposent elles-mêmes sur des flotteurs (3) individuels totalement immergés au calme sous le creux des plus grosses vagues, cependant ancrés (4) aux fonds marins ou stabilisés dynamiquement. 2) Pont Marin Flottant ("PMF") selon revendication 1 caractérisé (figure 2.2 - Option 2) en ce qu'il comprend des flotteurs (3) en poussée d'Archimède toujours positive quelques soient les masses et charges globales, fixes et fluctuantes, chaque flotteur individuel étant maintenu immergé en position stable par quatre groupes d'ancrages (4) tendus extérieurs au flotteur dont une extrémité est fixée au fond marin tandis que l'autre est fixée à des treuils (8) en partie la plus haute de la structure porteuse (2) sous tabliers les câbles (12) passant dans des guides accrochés extérieurement à la grande périphérie (ou équateur) du flotteur. 3) Pont Marin Flottant ("PMF") selon revendication 1 caractérisé (figure 2.1 - Option 1) en ce qu'il comprend des flotteurs (3) en poussée d'Archimède toujours positive quelques soient les masses et charges globales, fixes et fluctuantes, chaque flotteur individuel étant maintenu immergé en position fixe et stable par quatre groupes d'ancrages (4) tendus dont une extrémité est fixée au fond marin tandis que l'autre est fixée à des treuils (8') logés dans le flotteur, les câbles (12) traversant le flotteur dans des gaines étanches (9) en partie basse du flotteur, deux autres groupes d'ancrages additionnels et leurs câbles (13) sans lien au flotteur étant finalement accrochés à des treuils (8) sur la structure des tabliers (1) en vis-à-vis dans le plan transversal du flotteur pour réduire les efforts transversaux et stabiliser l'édifice porteur et le pont.35- 27 - 4) Pont Marin Flottant ("PMF") selon revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un système dynamique de contrôle de profondeur, permettant de stabiliser le niveau d'immersion des flotteurs quelques soient les charges fluctuantes ou passantes, et un système dynamique de contrôle de dérive permettant de maintenir la verticalité des édifices flotteurs et porteurs, tout en se passant des ancrages statiques sur les fonds marins libérant ainsi l'accès du Pont Marin Flottant ("PMF") aux plus grandes profondeurs la marines à la seule nécessité d'un approvisionnement électrique des systèmes dynamiques, a priori par les mêmes réseaux alimentant les voies de circulation sur le pont ou par des groupes électrogènes locaux de secours sur chaque édifice flotteur/porteur. 15 5) Pont Marin Flottant ("PMF") selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des flotteurs (3) à structure interne (7) et double enveloppe métalliques ainsi que des structures porteuses (2) et des tabliers (1) sous forme de treillis métalliques type tour Eiffel ou tubés dont le matériau sera, selon les disponibilités et conditions 20 économiques locales, soit de l'acier soit des alliages légers d'aluminium ou autres matériaux équivalents de qualités mécaniques adaptées résistants à la corrosion marine. 6) Pont Marin Flottant ("PMF") selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des flotteurs (3) immergés en béton armé creux surmontés d'une partie de structure porteuse (2) en cylindres creux du même matériau, jusqu'au niveau le plus haut de vague centennale ou de vague scélérate, le reste de la structure porteuse hors d'eau et les tabliers (1) étant réalisé sous forme de treillis métalliques type 30 tour Eiffel ou tubés dont le matériau sera, selon les disponibilités et conditions économiques locales, soit de l'acier soit des alliages légers d'aluminium ou autres matériaux équivalents de qualités mécaniques adaptées résistants à la corrosion marine.- 28 - 7) Pont Marin Flottant ("PMF") selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des flotteurs (3) sphériques. 5 8) Pont Marin Flottant ("PMF") selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé (figures 1 et 2) en ce que les lignes de circulation sont réparties sur un ou plusieurs niveaux superposés (figures 1 et 2) de portées de tabliers (1), dont le plus bas niveau est cependant suffisamment 10 élevé au-dessus des flots pour le passage de navires. 9) Pont Marin Flottant ("PMF") selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le passage des plus grands et hauts navires est assuré localement de manière fixe grâce à une hauteur 15 différentielle des structures porteuses (2) tandis que les pentes d'accès montantes et descendantes de part et d'autre de la zone de passage de ces navires seront adaptées, réparties sur plusieurs portées de tabliers, pour répondre aux possibilités de franchissement par les véhicules circulants sur les tabliers du pont. 20 10) Pont Marin Flottant ("PMF") selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé (figure 3) en ce que le passage des grands et hauts navires est assuré localement par élévation temporaire grâce au réglage synchrone de la longueur des câbles d'ancrage et donc de la 25 remontée de l'ensemble flotteurs-structures-tabliers, tandis que les pentes d'accès montantes et descendantes seront adaptées, réparties sur plusieurs portées de tabliers, pour répondre aux possibilités de franchissement par les véhicules circulants sur les tabliers du pont. 30