Brevet FR3037090A1 — publié le 20161209

Il s'agit du procédé de réalisation d'une structure comportant un mât perpendiculaire à une plateforme et des diverses variantes de structures ainsi obtenues dont un pylône de pont comportant des haubans portant la plateforme rectangulaire tranche du tablier. Pour une plateforme circulaire, le disque est composé de couronnes dont la section est approximativement trapézoïdale isocèle. A une couronne B ayant une section de conicité tournée vers le bas succède et précède une couronne H ayant une section de conicité tournée vers le haut. Les sections H sont retenues, dans un ouvrage de mât vertical soumis à la pesanteur, par des haubans reliés au mât. Le mât se termine par un cône ou un tronc de pyramide. La première couronne a une conicité tournée vers le haut. Les couronnes sont fendues. Elles comportent au moins une fente sur le tour. Les couronnes H sont rattachées à un même nombre de haubans qu'elles comportent de fentes ou de morceaux. La couronne extérieure dans une variante préférable ne comporte pas de fente et joue le rôle de frette tandis que le mât est maintenu tiré vers le bas dans une position plus enfoncée que celle que lui conféreraient le poids de ce qu'il porte, la pesanteur. Ainsi la structure est bridée. Elle contient de l'énergie élastique. Pour cela il faut faire tendre les haubans ou tirer directement par l'extrémité inférieure du mât, mettre, régler des longueurs de haubans puis relâcher. Pour les plateformes rectangulaires voire polygonales, il faut mettre des pièces d'angle lesquelles feront fonction de couronnes H et seront haubanées et des poutres ou des barres selon le type de construction qui seront maintenues comme les couronnes B entre deux pièces H par assemblage conique. La figure 1 représente une forme générale de la structure. Il est à noter que la couronne ou le cadre conique enserrant le mât est sur appui glissant. Pour construire un ouvrage champignon selon l'invention il faut mettre des cales sous les couronnes B tant que les couronnes H ne sont pas reliées aux haubans et ne peuvent donc les porter. On enlève les cales de préférence du centre vers la périphérie au fur et à mesure que l'on met en pré-tension les haubans reliés aux couronnes ou éléments de couronne adjacents à la couronne B concernée. Comme cela est représenté sur les figures 8 et 9. Au fur et à mesure que l'on rajoute des couronnes portées par le mât, celui-ci s'enfonce, la première couronne comme les autres s'expansent. Si la couronne extérieure est prévue petite, ou par mauvais calcul top petite, le disque plat se transformera en coupole. La plateforme rectangulaire en pseudo tronc de pyramide ayant des arêtes courbes, comme quatre pans de coupole. De la coupole on peut passer au bulbe. Pour ne pas trop déplacer, expanser les couronnes, bien que, on peut prévoir un mât qui soit en forme de losange vidé et qui peut donc s'élargir élastiquement lorsque l'on charge ses pointes comme cela est représenté sur la figure 4. Cette disposition est possible lorsqu'on souhaite que la déformation soit unidirectionnelle dans le plan de la plateforme, en l'occurrence dans le sens de la longueur du tablier. C'est le cas, pensons-nous, pour le viaduc de Millau où l'allongement se fait dans l'axe longitudinal du tablier, les haubans étant tous dans le plan de symétrie vertical longitudinal. On conservera que chaque hauban soit ancré dans une plaque située dans ce plan dans laquelle ont été dessinés des triangles rectangles isocèles symétriques par rapport à le direction du hauban ou des trompes, cela avec des cordons le long desquels le métal a été recuit ce qui lui donne un comportement presque plastique et permet le cisaillement et le déplacement souhaité. 3037090 2 Pour que la déformation soit contenue dans le plan de la plaque et dans son épaisseur, la plaque est prise en sandwich par deux autres plaques comportant des raidisseurs et également boulonnées à travers des lumières permettant le déplacement de la première plaque centrale dans laquelle le boulon n'a pas de jeu et se déplace avec ses déformations. 5 Voire figure 6 et 7. La figure 5 représente une généralisation des losanges élastiques aux éléments H. Ils ne peuvent cependant pas être utilisés en couronnes fermées et ne peuvent remplacer les fentes. Ils peuvent être placés transversalement lorsque les haubans tirent pour ce qui est de leur composante horizontale de traction, dans une direction perpendiculaire c'est-à-dire sur la figure, longitudinale. 10 En plan le tablier ressemblerait davantage à la figure 3 qu'à la figure 2. Nous allons nous intéresser maintenant aux pièces d'angle. Par analogie avec les couronnes de deux types, les pièces d'angle sont de type H et les poutres intercalées sont de type B à savoir qu'elles ont une conicité tournée vers le bas. Dans un premier temps, comme cela est visible dans un des dessins de ma demande de brevet 15 la plus récente la section des deux poutres perpendiculaires est celle d'un triangle ayant un côté vertical, un horizontal - il est donc rectangle - mais surtout, un côté AN et CN, s'il s'agit maintenant des deux sections ANB et CNB de notre figure 10, en pente. Cela était la seule exigence quant à définir une section de poutre qui peut comme sur la figure 10 être doublée devenant un nouveau triangle, rectangle isocèle, si tant est que le premier abANB en était un, 20 ou même un carré dont une diagonale est verticale. Les deux poutres perpendiculaires qui ne sont tenues d'avoir qu'un côté, généralement hypoténuse, commun. Ce côté peut être donc diagonale lorsqu'on complète la section par symétrie par rapport à lui, ce qui n'impose rien quant aux longueurs respectives de l'autre diagonale pour respectivement 25 chaque poutre. Au final le tétraèdre ANCF de la figure 10 n'est pas toujours régulier ni même ne présente de plan de symétrie. C'est cependant le cas même si ce plan n'est pas à 450, il faut laisser un espace une épaisseur vide ou occupée par un joint plastique de part et d'autre de ce plan, ou centré sur ce plan. 30 Sur la figure 11 donnant trois vues, on voit que l'extrémité de la poutre présente un chevron. Sur la figure 12 reprenant les lettres présentes sur la figure 10 on a construit les bouts de poutres pour des poutres, losanges de section, quant à la position puisque une de leur diagonale est verticale, mais en fait carrées. On voit que l'interface entre ces deux poutres est un losange dont la largeur occupe dans une 35 vue comme dans l'autre, comme également dans une section située dans le plan de joint, la moitié de la largeur de la section. Rien d'étonnant la projection conservant les rapports. Maintenant il s'agit de définir plus complétement la pièce d'angle puisqu'à ce stade, celui de la figure 10, les poutres sont empêchées d'aller vers l'extérieur mais pas vers l'intérieur. Par ailleurs il faut prévoir l'ancrage du hauban dans la pièce d'angle. 40 II faut donc mettre pour chaque angle un coin à l'intérieur, lequel est porteur donc haubané. Mais le coin doit être en même temps coin porteur extérieur pour les poutres situées à l'intérieur du cadre précédent, cadre ininterrompu ou fendu en au moins un point comme on le sait. Donc il faut dessiner des cadres en poutres losanges imbriquées sans espace. Il pourrait en être 45 de même de poutres de sections hexagonales formées d'un rectangle et de deux triangles rectangles isocèles dont les hypoténuses sont les longueurs du rectangle. Cela étant, il faut définir les pièces d'angle par complémentarité des volumes. Ce qu'on remarque c'est comme le montre la figure 10, le carré intersection des plans médians rectangulaires des deux poutres n'est pas utilisé en totalité. ABCD en l'occurrence n'est occupé 3037090 3 qu'en moitié par les volumes des deux poutres dans leur définition propre à les faire porter sur un plan qui les ramène vers le centre du rectangle. Et cela est heureux sinon on n'avait pas de jonction entre les volumes définis par complémentarité aux poutres losanges au voisinage de leur rencontre dans l'angle. Cette 5 liaison entre les deux parties symétriques de la pièce par rapport au plan médian de la plaque est donc assurée par la section hachurée sur la figure 13 formant le triangle rectangle isocèle ABCD. Cette pièce porte l'angle saillant formé par les poutres P1 et P'1, mais aussi l'angle rentrant formé par les poutres PO et P'0. 10 Es parties de la pièce d'angle qui empêchent la poutre PO de rentrer à l'intérieur du rectangle est le prisme oblique HDGTSV. S et V étant sur une même verticale. On a le même prisme par symétrie du côté gauche. Nous avons observé qu'il ne fallait pas nécessairement quatre fentes dans un rectangle soit aux quatre coins. On peut avoir une équerre bloquée dans trois coins spécifiques avec joints et 15 poutre aux extrémités définies de façon adaptée. Ou encore deux équerres et deux joints ou encore trois équerres et un joint. Mais alors comment définir les équerres ? Nous avons dessiné une figure 14 construite par cadres interrompus, concentrique, triangu laires. Dans cette figure les triangles se déduisent l'un de l'autre par une homothétie de rapport 20 2. On voit que les pièces d'angle - il y en a au moins une - sont aussi dans un rapport 2. Donc proportionnelles aux triangles. Il en est de même sur les figures 15 où le rapport est 1,5. Ou encore sur la figure 16 où l'on a des cadres rectangulaires. 25 Pour revenir sur notre démarche équerre, nous disons que sur cette dernière figure, nous pouvons dimensionner l'équerre pour construire le cadre entre R2 et R3 en utilisantR1 pour placer les points E et C . Il s'agit donc de l'équerre ABCDEF. Sur les figures 18 et 21 il s'agit de préciser la position d'ancrage du hauban selon la position de l'arête transversale fond d'enclave tétraédrique. On voit que le hauban est ancré en K milieu de 30 cette arête et est parallèle à la diagonales de la section plan bissecteur où se trouve le point. Sur la figure 22 le mât a son cône dirigé vers le haut. Les éléments porteurs reliés ou plutôt supportés par des barres de liaison étais ont comme toujours une conicité dirigée vers le haut. Le dernier élément couronne est une couronne fermée qui joue le rôle de frette comme déjà vu. 35 En tirant sur le cône en prenant appui sur la première couronne ou les éléments qui la constituent, au moyen d'un système vis écrou on met la structure en tension. Cette structure peut être utilisée pour faire un château d'eau ou un lampadaire géant de piscine comme celle du Rhône à LYON. Une disposition prévoit que si l'on veut faire profiter du déplacement selon une direction 40 obtenue par déplacements d'éléments coniques inverses, par exemple faire profiter de l'allongement de la longueur à la largeur on peut mettre dans les coins des couronnes d'environ trois quarts de cercle sur chant, élastiques. Une disposition prévoit, si nécessaire, que le mât soit télescopique, tel un vérin télescopique qui produirait la même force à tous les niveaux des pistons alésages successifs. 45 REVENDICATIONS1- Procédé de construction d'une structure composée d'un mât ou pylône ancré dans le centre d'une plateforme, laquelle peut avoir la forme d'un disque ou d'un rectangle lorsqu'il s'agit par exemple d'une tranche de tablier de pont autour du pylône qui prolonge la pile du pont, caractérisée en ce qu'il consiste : - Dans un premier temps, à installer, autour du pylône se terminant vers le bas par, un cône ou selon un tronc de pyramide, reposant sur une cale, les couronnes B fendues ou selon les pièces rectilignes futures entretoises côtés de rectangle, de la future plateforme, ronde ou rectangulaire, reposant chacune sur des cales et ayant une section présentant une conicité dirigée vers le bas, ainsi qu' à mettre en place, intercalées, d'autres couronnes fendues H ou selon des pièces d'angles, présentant une conicité dirigée vers le haut complémentaire de celle de leurs voisines et amarrées à des tirants issus du mât. Dans un deuxième temps à mettre en légère pré-tension, sur chaque direction radiale adoptée, les deux premiers tirants à partir du centre, lesquels encadrent la première couronne B ou les premiers côtés entretoises' puis, à chaque étape, les deux suivants, par alternance avec la disposition prévue dans le troisième temps. Dans un troisième temps à ôter successivement les cales en commençant par celle sous le mât conique, puis par étape celles sous les couronnes B ou selon les entretoises, en se dirigeant vers la périphérie de façon à ce que le mât, puis, à leur tour, les couronnes B ou les entretoises, provoquent en s'enfonçant l'expansion du disque ou du rectangle. La structure reposant toujours sur appuis glissants, par la couronne ou selon le cadre rectangulaire reconstitué cernant le cône central ou selon le tronc de pyramide central. Dans un quatrième temps non obligatoire, à figer la forme ainsi obtenue en mettant par exemple la couronne extérieure, H donc arrimée, non fendue, ou selon, un cadre rectangulaire fermé, et conjointement à tirer sur le cône central ou selon le tronc de pyramide central en prenant appui sur le pourtour de la première couronne B ou le premier cadre, tout en garantissant par des butées que les couronnes B ne puissent remonter du fait du serrage latéral de leur section conique. 2 - Structure formée d'un mât ancré au centre ou aux foyers d'une plateforme en forme de disque ou de rectangle voire de polygones présentant des axes de symétrie divisant le tour en un nombre entier de secteurs égaux, dont le point de concours définit le centre, caractérisée en ce que le mât est assemblé à la première couronne ou, selon, aux éléments d'angle, par un assemblage conique, en ce que la plateforme est formée par des couronnes concentriques présentant par alternance une conicité H vers le haut et une conicité B vers le bas, en ce que ces couronnes sont fendues, et par ailleurs en ce que les couronnes H sont arrimées au mât par des haubans, lesquelles couronnes respectivement H et B pouvant être remplacées par respectivement des éléments d'angles et des éléments rectilignes présentant des conicités complémentaires 3037090 3 - Structure selon la revendication 2 caractérisée en ce que les couronnes H sont fermées ou sont fragmentées en secteurs de couronnes séparés par des fentes, chacun d'eux étant relié à un tirant. 5 4 - Procédé selon la revendication 1 s'appliquant à la réalisation de structures coulées essentiellement en béton davantage qu'assemblées, caractérisée en ce que les diverses couronnes ou cades reconstitués sont distingués par la mise en place, avant coulage, de bandes de polystyrène peu épaisses. 5 - Structure selon l'invention utilisant ou non la pesanteur pour garantir sa cohésion caractérisée que les couronnes ne sont pas initialement dans le même plan mais sur une coupole ou tout autre forme ayant un axe perpendiculaire au plan de la couronne ou du cadre périphérique passant par le centre de symétrie, ou en ce qu'en figeant les formes comme cela 15 est décrit au quatrième temps du procédé de la revendication 1, on puisse obtenir une diversité de formes concentriques variant par la forme de la courbe qui est appelée classiquement génératrice. 6 - Pièces d'angle porteuse de plaque rectangulaire ou polygonale caractérisée en ce que dans 20 le plan qu'elle porte, ses dimensions sont proportionnelles à celle du rectangle ou du polygone délimitant la plaque et ce qu'elles évoluent comme celles de la plaque selon une suite géométrique. 7 - Pièces d'angles porteuses caractérisées en ce qu'elles ont approximativement une forme 25 d'enclume ou de prisme hexagonal, ne comportant qu'un plan bissecteur siège d'un joint plastique, celui de l'angle fait par les poutres à assembler, dans lequel on a fait une excavation formant un tétraèdre ayant deux arêtes opposées telle que l'une est une arête verticale et l'autre une perpendiculaire commune à deux arêtes verticales situé de part et d'autre de la première, cette disposition visant à supporter l'angle saillant fait par les deux poutres de 30 section losange, tout en les ramenant vers le centre de la plaque, alors qu'elles sont supportées à l'intérieur de l'angle formé par les arêtes de crête des poutres, par les excavations pratiquées dans le prisme hexagonal de chaque côté du plan bissecteur, lesquelles sont en forme de prismes triangulaires obliques dont les arêtes parallèles sont parallèles au plan de la plaque. 35 8 - Structure selon l'invention caractérisée en ce que les pièces d'angle porteuses sont liées ou insèrent les haubans de façon telle que la droite d'action passe par le milieu de la diagonale arête du tétraèdre excavé et est parallèle au segment le plus long joignant deux points du parallélépipède. 40 9 - Plaque rectangulaire portée par un mât et plusieurs fois quatre haubans à laquelle sont rattachées, un même nombre de fois, quatre pièces d'angles porteuses, caractérisé en ce qu'elle est composée de barre de section triangulaire, de préférence rectangle isocèle pouvant être aussi par extension, si l'on complète le triangle par symétrie centrale, carrées, 45 rectangles ou quadrilatères - dont le triangle est superposable ou homothétique à la figure tracée sur chaque face de la pièce d'angle, par l'enclave tétraédrique, et en ce que ces barres sont coupées à leurs extrémités par un plan parallèle au plan vertical diagonale du parallélépipède pièce d'angle et en ce que les deux plans parallèles appartenant respectivement aux deux barres portées par la même pièce d'angle soit séparés par un joint en 3037090 6 matière molle ou plastique de façon à éviter le flambage des barres, la plaque étant assemblée lorsque les barres, largeurs ou longueurs, sont en butée de chaque côté de leur section contre les pièces d'angle dont la ligne de plus grande pente dirigée vers l'axe vertical passant par le centre de symétrie de la plaque appartient au soutien extérieur de l'angle d'où son efficacité 5 prépondérante. On peut alors figer la structure en coulant la matière additionnelle dans les sillons. 10 - Plaque rectangulaire selon la revendication 9 caractérisée en ce qu'une pièce d'angle parmi les quatre consiste, pour chaque cadre, en une équerre formée de deux barres encastrée 10 l'une dans l'autre, les encastrements étant de préférence décalés d'environ un quart de tour, d'un cadre au cadre adjacent suivant. 11 -Structure selon l'invention caractérisée en ce que le mât vertical comporte en son extrémité supérieure un cône et en ce que les secteurs coniques sont soutenus par des barres reliées au mât et travaillant en compression, tandis que les secteurs intercalés sont retenus par une couronne circulaire fermée jouant le rôle de frette. 12 - Structure selon l'invention caractérisée en ce qu' il n'y a qu'une seule couronne enroulée en spirale et des secteurs intercalés reliées au mât. 25 30 35 40 45