"Clapet-vanne de garde" La présente invention est relative à un clapet-vanne de garde c'est-à-dire à un dispositif assurant, en cas de nécessité, la fermeture d'une voie d'eau, par exemple un canal, une rivière, un affluent.
L'invention vise à assurer la fermeture de la voie d'eau rapidement et efficacement. Elle part du principe qu'il y a intérêt à utiliser la force du courant tout en évitant cependant une montée trop brusque du clapet, pour éviter notamment l'endommagement de celui-ci ainsi que des constructions attenantes.
A cet effet, le clapet présente les caractéristiques exposées dans les revendications finales.
L'invention est maintenant illustrée en se référant aux dessins ci-annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue de profil et en coupe d'un clapet monté au fond d'une voie d'eau;
- la figure 2 est une vue partielle en plan de dessus;
- la figure 3 est une vue partielle en élévation postérieure, avec une partie en coupe;
- la figure 4 est une vue en coupe du clapet proprement dit et de son articulation au niveau d'un renfort intermédiaire;
- la figure 4A, est à plus grande échelle une vue de l'articulation du clapet;
- la figure 5 est une vue en coupe à l'extrémité d'une section du clapet.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent les mêmes éléments.
Le clapet-vanne de garde comprend un seuil métallique 1 ancré dans le béton du radier 2, un clapet 3 proprement dit articulé en 3a, des bajoyers latéraux 30, également métalliques et ancrés dans les murs-bajoyers 31 en béton, et des vérins hydrauliques 4 régulièrement répartis sur la largeur de l'ouvrage, fixés par des articulations, . d'une part, dans le radier en 5. . d'autre part, sur la structure amont du clapet, en 6. L'ensemble clapet-vérins est reçu dans une cavité 2a du radier 2.
Le seuil métallique 1 se compose d'un fer en S (tel que représenté), en U ou en L qui court sur toute la largeur de l'ouvrage et qui porte un caoutchouc d'étanchéité 7.
Le clapet proprement dit 3 est constitué de tronçons 9 boulonnés entre eux. A l'articulation 3a avec le support de palier 10, des oreilles correspondent à chaque palier et sont trouées chaque fois par un hexagone 11, lui-même traversé par un axe 12 en acier inoxydable porté par les paliers.
A l'aval est prévu un bordé 13.
A l'amont est prévue une structure comportant pour chaque tronçon :
a) des raidisseurs parallèles 14 et perpendiculaires 15 à l'axe de rotation du clapet, certains raidisseurs d'extrémité 15 perpendiculaires à l'axe servant de plaque de liaison entre les tronçons 9. b) une tôle cintrée 16 (ou une autre forme de caisson), hermétique, comportant cependant une entrée-sortie d'air sous pression 17 et une entrée-sortie d'eau 18, et servant de ballast.
Les bajoyers métalliques 30 consistent en tôles formées d'éléments boulonnés entre eux côté béton et présentant côté canal une surface bien plane, d'équerre avec le clapet, et sur laquelle viennent frotter les caoutchoucs d'étanchéité latérale sur les deux extrémités du clapet.
Les vérins hydrauliques 4 sont à double effet, se mouvant sous l'action du clapet 3. Chaque vérin 4 comprend des canalisations reliées côté tige et côté piston, traversant le radier et aboutissant dans le tunnel de service 19 noyé dans le radier, à des vannes réglables d'étranglement du fluide et aboutissant finalement au réservoir.
Le circuit comprend une vanne de sécurité capable de laisser passer l'huile au-delà d'une certaine valeur de pression.
Les traitements anti-corrosion adaptés sont prévus.
L'installation comporte également une salle de commande 20 avec un accès au tunnel de service 19 ainsi qu'une vanne levante 21.
Voici comment fonctionne le clapet-vanne.
Le clapet 3 est normalement couché dans la cavité 2a, la crête 3b du clapet vers l'amont, l'axe de rotation 3a vers l'aval, la tige rentrée dans le vérin 4.
Pour faire monter le clapet, on injecte par 17 de l'air comprimé à une pression supérieure à celle de la colonne d'eau (par exemple 0,6-1 bar si CE = 5 m), le ballast est calculé pour que le clapet puisse atteindre la position haute sous le seul effet de la poussée d'Archimède.
Dans la pratique, l'effet du courant et celui d'une différence de niveau amont-aval qui viendrait se créer, accentueraient les forces qui tendent à faire lever le clapet.
Les vérins 4 jouent un double rôle :
a) fin de course-butée en position complètement levée (environ
60[deg.] par rapport à l'horizontale). b) contrôle et réglage des vitesses de montée et aussi de descente.
La forme du ballast permet d'absorber les efforts de torsion résultant :
- de la distance entre les vérins,
- des différences de freinage qui pourraient résulter de minimes différences de réglage entre les étrangleurs de fluide, de différences de frottement entre les axes, des frottements sur les bajoyers, etc.
Pour faire descendre le clapet, il est nécessaire préalablement d'égaliser les niveaux dans les biefs aval et amont. La vanne latérale 26 est prévue à cette effet dans la rive.
Ensuite, il suffit de lâcher la pression d'air dans les ballasts. Sous l'effet de la pression d'eau, l'air s'échappe des ballasts, l'eau y pénètre.
En raison de son poids propre, le clapet déjà légèrement incliné en position haute, s'abaisse. La composante motrice du poids augmente au fur et à mesure de l'abaissement du clapet.
Il peut être interrompu à tout instant, la vanne pouvant être bloquée en toute position (par un double verrouillage de la sortie d'air et des sorties d'huile), notamment pour faire vérifier par des plongeurs que rien ne s'oppose à l'abaissement complet de la vanne.
De plus, des capteurs angulaires de position de vanne, répartis en différents points sur toute la largeur du clapet, permettent de donner une image précise de ce qui se passe en toute position.
L'avantage d'un système où le mouvement de la vanne est opéré par la poussée d'Archimède s'exerçant sur un clapet muni d'un ballast, est que les efforts sont répartis le long du radier au lieu d'être concentrés à l'endroit des organes de manoeuvre. D'où allègement de la charpente de la vanne et réduction des efforts de torsion.
REVENDICATIONS
1. Clapet d'obturation d'une voie d'eau, ce clapet étant monté en pouvant pivoter entre deux positions l'une, horizontale, d'ouverture de la voie d'eau et l'autre, presque verticale, de fermeture de la voie d'eau, des moyens d'articulation au fond de la voie d'eau lui permettant au départ de sa position d'ouverture d'effectuer un mouvement de pivotement d'amont vers l'aval pour la fermeture de la voie d'eau, caractérisé par des moyens (16, 17, 18) qui le rendent flottant pour effectuer ce pivotement, des moyens (4) amortissant le mouvement de pivotement et des moyens (16, 17, 18) lui permettant de retourner dans la position d'ouverture initiale par un mouvement de pivotement en sens inverse.