FR3072980A1 - Dispositifs et procedes de construction des digues habitables flottantes - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne des dispositifs et procédés de construction de digues flottantes et habitables à vocation touristique permettant de protéger les rives des zones touristiques à forte densité d'habitat qui risquent, dans un proche avenir, d'être inondés par : - la montée des océans résultant de réchauffement de la planète, des marrées de plus en plus importantes et des tsunamis, - des crues provoquées par des orages violents conduisant à des inondations des zones habitables fortement bétonnées et souvent en pente, ne possédant ni réseaux d'eaux pluviales de capacité suffisante, ni bassins de rétention, ni murs de soutènement stables. Cette invention permet non seulement de protéger le littoral par extension du territoire sur la mer, mais également elle permet d'améliorer, la qualité architecturale et fonctionnelle recherchée par la population, la rentabilité des investissements et facilitant la liaison avec une plate-forme barge implantées au large des côtes.
Description
L'invention concerne un dispositif et un procédé de construction de digues flottantes et habitables à vocation touristique permettant de protéger le littoral contre la montée des eaux.
Etat de la Technique
Les rives des zones touristiques à forte densité d’habitat risquent, dans un proche avenir, d’être inondées par :
- la montée des océans résultant d’un réchauffement de la planète, de vagues et raz de marrées, de tempêtes - typhon de plus en plus violents et de tsunamis et, de crues provoqués par des orages conduisant à des inondations des zones habitables fortement bétonnées et souvent en pente, ne possédant ni réseaux d'eaux pluviales de capacité suffisante, ni bassins de rétention, ni murs de soutènements stables.
Les dernières recherches scientifiques démontrent que le réchauffement de la planète, mis en évidence dans le cadre de la COP21, provoquent l'élévation inéluctable des océans dans les zones où les terrains constructibles sont de plus en plus rares, résultant en grande partie de l'aménagement du territoire basé sur la spécialisation des équipements provoquant des émissions de gaz à effet de serre et la pollution des eaux.
L’accroissement de la population sur le littoral pose de nombreux problèmes techniques et écologiques, incompatibles avec les notions de développement durable et de respect de l'environnement, tels que :
Manque de terrains constructibles ;
Saturation des routes ;
Pollution de l'air et des eaux ;
Manque d'eau potable ;
Difficultés croissantes de raccordement aux réseaux (eaux usées, eau potable, électricité, déchets, etc.) ;
Bétonnage des espaces verts et des forêts dans l'arrière-pays pour la création d'habitats individuels, des grands centres commerciaux, ou de zones industrielles (accessibles uniquement en voiture) ;
Modification du climat conduisant, dans un proche avenir, à la montée des océans et à l'inondation des plages, des routes et des constructions en bord de mer.
Par ailleurs, le développement, en bordure du littoral, d'un tourisme, en attente d'activités sportives culturelles et d'évasion, nécessite l'adaptation rapide des équipements hôteliers existants et des plages en fonction des exigences d’une clientèle internationale.
Les plus beaux sites du bord de mer, les plus recherchés par la clientèle, sont saturés et ne permettent plus de nouveaux aménagements.
Les plages non aménagées, mal entretenues et étroites ainsi que les difficultés de parking le long des routes nécessiteraient des travaux importants d'aménagement, non seulement pour la protection des zones devenues inondables (routes, plages, habitats et zones industrielles) du fait de la montée du niveau de la mer, mais également pour répondre aux besoins touristiques.
Le problème d'aménagement du bord de mer devient essentiel :
- soit nous acceptons les inondations, la réduction du territoire de nos villes et de nos pays en déménageant la population, les activités industrielles, touristiques et commerciales (émigration climatique dans différentes parties du monde) ;
- soit nous cherchons des solutions nouvelles en contribuant à l'extension du territoire sur la mer.
Ces solutions nouvelles sont basées sur une technologie de constructions offshore. Elles sont principalement constituées :
- de digues flottantes et habitables et exploitables commercialement, pour protéger les zones inondables ;
- de villes flottantes intégrées, autonomes en énergie non polluantes pour loger la population et les activités.
Le problème de l'aménagement du territoire en bordure de la mer et des rivières concerne différentes spécialités et différents aspects et doit avoir une vision à au moins cent ans ce qui n'est pas le cas actuellement pour une grande quantité de sites au bord de littoral.
Les techniques actuelles de construction de digues, réalisées en remblais ou en 10 béton, en bordure de la mer ou des rivières, dans les zones fortement urbanisées posent un certain nombre de difficultés :
- Les aménagements situés sur les rives, constitués de routes, plages et habitations “pieds dans l'eau sont souvent inondés ;
- Ces constructions implantées sur les rives, nécessitent la démolition et la 15’ construction de digues sur de nouvelles fondations à la place des fondations anciennes en mauvais état ;
- Les digues réalisées au large de côtes utilisant des techniques traditionnelles posent des difficultés résultant de la nécessité de réalisation d’ouvrages, sous le niveau de la mer, étanches et résistants à la corrosion pour une durée au moins de 20 100 ans;
- Les conceptions de ces digues, réalisées au large des côtes, abordant uniquement les problèmes techniques, sont difficiles à amortir et à faire accepter, par la population locale et les touristes qui cherchent des solutions esthétiques, préservant l’environnement et la qualité de la vie de la population (promenades avec vue sur mer, espaces verts, plages, parkings).
Résumé de l'invention
La présente invention propose un nouveau concept de construction de digue 30 appliquant une technologie utilisée dans les plateformes offshore à destination pétrolière, pour l’extension et la protection du territoire, au lieu de la réduction du territoire résultant de la montée des eaux provoquée par le réchauffement de la planète (CO2 = effet de serre).
Avantageusement :
La digue selon ce concept permet de protéger le littoral contre la montée des eaux et inondations, en réalisant une extension du territoire sur la mer par digues flottantes à plusieurs niveaux.
La digue longeant les zones à protéger est décomposée en plusieurs tronçons partiellement préfabriqués dans un site de construction.
Les dimensions de chaque tronçon préfabriqué sont définies en fonction de l’aménagement intérieur projeté défini par les utilisateurs, des caractéristiques du site de construction, et du poids en remorquage définissant le tirant d’eau à la sortie du site de préfabrication et à l’approche des zones de mouillage et d’installation à proximité des rives à protéger.
Cette dernière contrainte impose la réduction du poids des tronçons à remorquer. Avantageusement, le procédé de l’invention permet la réalisation d’une enveloppe extérieure en contact direct avec l’eau de mer, en structure mixte acier-béton où la structure acier assurant le coffrage participant à la résistance et à l’étanchéité est partiellement enrobé de béton armé situé à l’extérieur pour éviter la corrosion de l’acier.
Chaque tronçon constituant l’enveloppe extérieure est composé :
- de radier - fond en structure mixte ;
- des parois extérieures en structure mixte bétonnées à une hauteur minimale définie en fonction d’un tirant d’eau en remorquage et de hauteurs des houles en remorquage ;
- de raidisseurs horizontaux encastrés dans le radier formant des cloisons en béton armé délimitant des zones de ballasts et augmentant la résistance du radier ;
- d’un plancher haut des ballasts formant le plancher des parkings ;
- de compartiments enfermant des tubes d’acier, constituant un dispositif de guidage, de réglage et de descente des tubes, assurant après le forage, la descente et le bétonnage, et l’encastrement de la digue dans les dans le sol.
Les tronçons préfabriqués sont remorqués sur un site d’implantation avec les tubes d’acier en position haute, immobilisés dans les compartiments à l’aide d’un mécanisme nouveau.
Avantageusement la digue conçue et réalisée selon le principe de l’invention permet améliorer la rentabilité des investissements et la qualité architecturale et fonctionnelle du littoral, par l’intégration d’équipements publics et touristiques 5 recherchés par les investisseurs, les habitants de la région et les touristes, tels que :
- des promenades, espaces verts sur différents niveaux avec vue sur mer ;
- des restaurants, bars et commerces ;
- des vestiaires et sanitaires ;
- des plages flottantes, piscines ou ports ;
- des parkings sur plusieurs niveaux ;
- des extensions des routes existantes en bordure de littoral.
Dans des variantes de réalisation, des habitats dans des étages supérieurs peuvent être intégrés dans la structure, avec des façades résistantes à des pressions 15 ‘ extrêmes (vent, houle, tsunami).
Avantageusement l'invention permet de protéger la mer contre la pollution par des eaux venant des zones habitables ou industrielles implantées sur des terrains en pente, situés en bordure de littoral, par des installations prévues au niveau des 20 ballasts, de type :
- bassins de rétention et de filtrations des eaux de pluies polluées, venant des zones habitables et industriels en pente ;
- réutilisation des eaux filtrées pour l'arrosage des plantes vertes, sanitaires des plages et des restaurants ;
- bassins de stockage, de filtration et de réutilisation des eaux pluviales venant de digues ;
- locaux techniques divers recherchés par la ville ;
- panneaux solaires thermiques et photovoltaïques pour la production d’électricité et pour assurer le chauffage et la ventilation des locaux habitables.
Pour obtenir les résultats recherchés, la présente invention propose un procédé de fabrication de digues flottantes, habitables et à plusieurs étages, protégeant le littoral contre la montée des eaux et des inondations, consistant en :
- une préfabrication en usine de caissons correspondants aux parties de la digue qui sont en contact direct avec l'eau de mer, et aux structures intérieures de la digue assurant sa résistance ;
- un remorquage des caissons préfabriqués sur un site d’installation; et
- montage et assemblage sur le site d’installation des caissons.
Selon des modes de réalisation :
- les caissons préfabriqués comprennent des parois immergées, étanches, soumises à la corrosion, réalisées en structure mixte acier- béton assurant une très bonne résistance mécanique et très bonne résistance à la corrosion, et composées :
- de tôle acier située à l'intérieur assurant l'étanchéité et non soumise à la corrosion par l'eau de mer ;
- de raidisseurs en cornières soudées sur la tôle assurant l’adhérence du béton sur l'acier et augmentant la résistance des parois ;
- de raidisseurs - cadres en T alvéolaires soudés sur la tôle assurant la résistance des parois ;
- d’une armature transversale et longitudinale ;
- de béton avec adjonction de produit assurant l’étanchéité du béton ;
- d’un coffrage extérieur, collaborant en béton poli avec adjonction d'un composant à base de résine évitant l’éclatement du béton et la corrosion des armatures.
- les caissons préfabriqués sont équipés d’un système de réglage permettant d'assurer et de régler la descente de tubes d'ancrage en cours de remorquage.
- le système de réglage permet de plus d’assurer la descente de la digue en cours de construction sur le site d’installation.
- le système de réglage permet d'assurer l’ancrage de la digue dans le sol sur le site d’installation.
- le montage et l’assemblage sur site comprend au moins une opération de forage dans le sol jusqu’à un niveau défini par calcul, un encastrement de tubes d’ancrage dans le sol par bétonnage, une pose sur remblais ou un laissé en flottaison, des opérations de finitions des étages supérieurs et des abords extérieurs.
- le système de réglage est une structure en béton armé étanche composée des éléments suivants :
- un tube et un élément de guidage et de verrouillage du tube ;
- un guidage supérieur et inférieur par une bague d'appui sandwich collé assurant le glissement et la transmission des efforts horizontaux du tube, et constitué de :
- une structure en acier raidi et scellé dans les parois en béton ;
- néoprène ;
- téflon ; et
- des cales et goussets supportant le poids du tube.
- le système de réglage assure le maintien en position haute de tube et permet la descente progressive du tube à l'aide de quatre bagues grippes comportant plusieurs dents coniques et quatre vérins hydrauliques comprimant le tube avec une pression variable en enfonçant les grippes dans les parois du tube.
- le contrôle du système de réglage est effectué à l’aide d’un programme informatique spécifique.
L’invention couvre aussi une digue flottante, habitable et à plusieurs étages, protégeant le littoral contre la montée des eaux et des inondations obtenue par le procédé revendiqué.
Description des figures
La Figure 1 représente une vue en perspective de digues et d’une liaison avec une plateforme-barge ;
La Figure 2 représente une coupe transversale d'un tronçon de la digue pour deux solutions de hauteur A et B, ainsi que les phases de remorquage et d'installation sur site des éléments préfabriqués de la digue ;
La Figure 3 représente des exemples d’aménagement de différents niveaux ;
La Figure 4 donne des détails du remorquage et de l'installation sur site d'un module préfabriqué de la digue ;
La Figure 5 représente des détails du dispositif de guidage, de freinage de la descente et du verrouillage des tubes en acier ;
La Figure 6 représente les parois des éléments préfabriqués de la digue en contact direct avec l'eau de mer, réalisées en structure mixte acier - béton ; et
La Figure 7 représente une application de l'invention pour une digue flottante à plusieurs niveaux.
Description détaillée de l’invention
Avantageusement la présente invention préconise l’implantation de digues offshore à une distance suffisante des berges, en tenant compte du tirant d'eau des éléments préfabriqués en remorquage, du dispositif facilitant l'installation sur site et de la qualité du fond de la mer.
Avantageusement la présente invention préconise la décomposition des digues en caissons préfabriqués réalisés en usine, (chantier naval ou yard) dont les dimensions intérieures sont adaptées aux dimensions de parkings, des possibilités de préfabrication en usine et de type de remorquages.
Avantageusement chaque élément préfabriqué, peut être réalisé, soit en structure en béton armé ou précontraint étanche, soit en acier, soit en structure mixte acier béton.
Avantageusement pour d’assurer une parfaite étanchéité et une bonne résistance à la corrosion pour une durée de vie supérieure à 100 ans, la présente invention préconise la réalisation de la partie de la digue qui est en contact direct avec l'eau de mer en structure mixte acier - béton ; l’acier assurant la résistance et l’étanchéité et le béton assurant la protection de l'acier contre la corrosion.
Cette étanchéité et cette résistance à la corrosion sont difficiles à obtenir pour des structures en béton (reprise de bétonnage, fixation des banches, retrait du béton etc.) et des structures en acier (protection contre la corrosion pour une durée de vie de la digue = 100 ans).
Avantageusement les éléments préfabriqués adaptés au remorquage sont composés des éléments suivants :
- Radier constituant le fond,
- Bordées formant les parois extérieures,
- Double-fond (en cas de digues flottantes subissant des pressions hydrostatiques et hydrodynamiques importantes) enfermant les compartiments de ballastage et les réservoirs de stockage, assurant une bonne résistance à la flexion due à la pression hydrostatique et hydrodynamique en service et en cours de remorquage,
- Compartiments enfermant les tubes de guidage.
Avantageusement la hauteur des caissons remorqués est définie en fonction :
- de la profondeur de l’immersion,
- de la hauteur de la houle extrême,
- de la hauteur des marées,
- de montée des eaux estimée de l’océan dans le site d'implantation,
- de la hauteur estimée de vagues de tsunami (dans les zones sismiques).
Avantageusement les éléments préfabriqués de la digue en contact direct avec l'eau de mer sont réalisés en béton étanche dont la surface extérieure formant le coffrage collaborant réalisé en mélange composite, est poli pour éviter l'éclatement du béton et la corrosion des armatures.
Avantageusement les épaisseurs des parois sont variables et justifiées par calcul en fonction du site d'implantation et des efforts des pressions hydrostatiques et hydrodynamiques.
Avantageusement les compartiments enfermant les tubes en acier comportent un dispositif permettant :
- le blocage des tubes en cours de remorquage en position haute ;
- la descente des tubes par glissement dans les guides pour encrage des tubes dans le sol (forage et bétonnage) ;
- le guidage de la descente du caisson en cours d'installation et de construction ; et
- l’encastrement des tubes dans les caissons en fin de construction.
Avantageusement le nombre de tubes de guidage et la longueur d’ancrage dans le sol peuvent être adaptés au site d'implantation et justifiés par calcul en fonction des différents paramètres, notamment les efforts horizontaux et verticaux repris par :
- frottement et pression sur le radier et sur le sol comprimé par le poids de la digue ;
- cisaillement, traction ou compression des piles et du sol ; et
- butée sur les structures en béton armé sur les rives.
Avantageusement en cours de remorquage les tubes de guidage sont mis en position haute et maintenus par un dispositif nouveau faisant partie de l’invention ;
Avantageusement le procédé de l’invention permet une facilité et une simplification de l’installation sur site par la réalisation des étapes suivantes :
- implantation des digues au large de côtes à une distance choisie en fonction de la profondeur de la mer adaptée au tirant d'eau de caissons préfabriqués ;
- préparation du fond de la mer par la réalisation de remblais ;
- positionnement de la digue à l'emplacement définitif ;
- encrage à l’aide de câbles ;
- descente de tubes de guidage ;
- forage à une profondeur définie par calcul ;
- mise en place des armatures et bétonnage des tubes assurant l'ancrage des caissons ;
- travaux sur le site : structure et aménagement des différents niveaux, symétriquement pour assurer la descente progressive des caissons en fonction de l'avancement de la construction ;
- glissement des tubes dans les guides en téflon, le contrôle de la descente et le verrouillage étant assuré par un dispositif contrôlé par ordinateur faisant l’objet de la présente invention ;
- l’augmentation du poids des tronçons préfabriqués au fur et à mesure du bétonnage et de l’aménagement intérieur, assure la descente progressive et la symétrique de la digue ;
- pose des caissons sur les remblais ;
- blocage et encastrement des tubes en fin de construction par verrouillage ou/et bétonnage pour assurer la transmission des efforts ;
- finition des aménagements extérieurs et intérieurs ;
- réalisation des autres tronçons suivant le même procédé pour assurer la continuité de la digue sur toute la distance à protéger, tout en assurant une bonne étanchéité des joints entre les tronçons réalisés ;
Les digues peuvent être soit en ligne droite, soit en courbe en fonction du contour du littoral existant.
La figure 1 représente une vue en perspective d’une digue et d’une liaison avec une plateforme - barge. Cette barge peut être conforme à celle décrite dans la demande de brevet français du déposant, publiée sous le numéro 3037089.
- La vue 1A représente la partie immergée avec un tunnel (1), une passerelle (2), des piles (3) et une structure du fond des ports de la barge (4).
- La vue 1B représente la plateforme-barge, et l’aménagement des berges par extension sur la mer, et est constituée de :
- une digue (5) constituée de plusieurs tronçons préfabriqués, comportant dans cet exemple, 3 niveaux de circulation de piétons, des plages, des commerces, des restaurants et parkings ;
- un bâtiment d’entrée (6) recevant la passerelle et le tunnel ;
- une extension de la route (7) par deux voies dans chaque sens, un terre-plein central avec espaces verts, deux pistes cyclables et deux trottoirs.
La figure 2 représente une coupe transversale d'un tronçon de la digue pour deux solutions de hauteur A et B ainsi que les phases de remorquage et d'installation sur le site des éléments préfabriqués de la digue (A1 et B1),
Les façades côté mer (dont la hauteur h est prédéfinie) et les structures (plages, terrasses et pontons flottants) sont dimensionnées pour supporter la pression de la houle, la montée des eaux, et le vent extrême (tsunami dans les zones sismiques).
La hauteur des façades côté mer est définie, en fonction :
- de la profondeur de l’immersion,
- de la hauteur de la houle extrême,
- de la hauteur des marées,
- de montée des eaux estimée de l’océan dans le site d'implantation,
- de la hauteur estimée de vagues de tsunami (dans les zones sismiques).
Plus particulièrement, les références suivantes représentent :
(1) des parkings dont le plan d'aménagement détermine la largeur intérieure de la digue ;
(1a) un double-fond comportant les ballasts et les réservoirs de stockage augmentant la résistance du fond de flotteur et les bassins de stockage de filtration et de réutilisation des eaux pluviales des digues ;
(2) des locaux techniques, vestiaires, sanitaires, locaux de plagistes, des bars ;
(3) des restaurants, bars et commerces ;
(4) et (5) des promenades, solariums, espaces verts sur différents niveaux avec vue sur mer ;
(6) des plages flottantes sur pontons ;
(8) des tubes en acier remplis du béton armé servant de guidage de descente et d'encastrement de la digue ;
(9) des bassins de rétention et de filtration des eaux de pluie des zones habitables en pente ;
(10) des piscines ou ports côté mer ;
R1 une route existante en bordure de littoral souvent inondée ;
R2 des routes après extension ;
R3 une extension de la construction sur la mer.
La figure 3 représente des exemples d’aménagement sur différents niveaux. Il est montré :
(A) : un double fond ;
(B) : une entrée de parkings et plages, pontons et piscines ;
(C) : un niveau de promenades P2 avec commerces, restaurants, bars et vues sur mer pour promeneurs ;
(D) : un niveau de promenades P1 ou coulée verte avec vue sur mer, réservée aux coureurs et marcheurs ;
(R) : des restaurants, bars et commerces.
Plus particulièrement, les références suivantes représentent :
(1) des ballasts et réservoirs ;
(2) des compartiments enfermant les tubes de guidage ;
(3) des parkings ;
(4) une double rampe ;
(5) une entrée et sortie de parkings ;
(6) des plages sur consoles et promenades P3 ;
(7) des plages sur pontons flottants ;
(8) des escaliers et ascenseurs intérieurs ;
(9) des escaliers extérieurs ;
(10) des piscines en eau de mer protégées de méduses et de requins ;
(11 ) un brise lames et protection des piscines.
La figure 4 donne des détails relatifs au remorquage et à l'installation sur site d'un module préfabriqué de la digue. Il est montré la coupe par compartiment assurant le guidage de tube d’ancrage dans différentes phases d’installation :
(A) le remorquage et le positionnement des tronçons sur un remblai compacté ;
(B) la construction sur le site , aménagement, des niveaux supérieurs, descente des éléments en fonction d’augmentation du poids, la pose du caisson sur les remblais compactés , le forage dans le sol et descente des tubes , la mise en place des armatures et le bétonnage de tubes d’ancrage ;
(C) la variante de la conception : possibilité de remplacement du remblai par des portes coulissantes à double paroi, en inox, enfoncées dans le sol pour protéger le littoral contre la montée des eaux (grandes marées, tsunami, ouragans)
Plus particulièrement, les références suivantes représentent :
(1) un caisson préfabriqué remorqué assurant l'étanchéité des sous-sols ;
(2) un compartiment enfermant le tube et le dispositif de guidage de descente, de verrouillage et d’encastrement des tubes dans le caisson ;
(3) un guidage inférieur assurant la butée et le glissement d’un tube ;
(4) un guidage supérieur assurant le glissement d’un tube et le verrouillage en position haute pour le remorquage (voir détail figure 5) ;
(5) le fond de la mer ;
(6) des remblais compactés ;
(7) une fermeture-porte de type “guillotine à double parois en inox avec ballasts permettant l’ouverture ou la fermeture ;
(8) un appui des portes dans le fond, en béton armé ;
(9) un tube en acier rempli de béton armé ;
(10) un local remplit de béton armé en fin des travaux de gros œuvre.
En variante, le local (10) n’est pas rempli de béton, permettant à la digue de suivre les marrés en glissant dans les bagues (guides 3 et 4).
La figure 5 représente le détail le dispositif de guidage, de freinage de la descente et de verrouillage des tubes en acier. Il est montré :
(A) une vue en plan = coupe horizontale ;
(B) une coupe transversale C-C.
(D) détail du dispositif de guidage (2) (fig. 5-D-2 ) et de verrouillage (6) (Figure 5- B -6 )
Plus particulièrement, les références suivantes représentent :
(1) une structure en béton armé étanche renforcé par structure métallique, enfermant le tube et le dispositif de guidage et de verrouillage du tube (fig. 5-A-1 et 5-B-1) ;
(2) un guidage supérieur et inférieur “bague d'appui sandwich collé (fig. 5-D-2 assurant le glissement et la transmission des efforts horizontaux du tube constitué de :
(3) une structure en acier raidi et scellé dans les parois en béton (Fig.5 - 3 D-3) (4) du néoprène (Fig. .5-D-4) (5) du téflon (fig.5 - D-5) (6) un dispositif de verrouillage du tube, piloté par ordinateur, assurant le maintien en position haute du tube et permettant la descente progressive du tube à l'aide de 4 bagues grippes (4) (Fig. 5 - B-4, Fig.5-D-6 et fig. 5-A-4) comportant plusieurs dents = grippes et 4 vérins hydrauliques (8) ( fig. 5-A-8,fig.5-B-8 et fig. 5-D-8. comprimant le tube avec une pression variable (verrouillage et/ou glissement) en enfonçant les grippes =dents coniques (7) fig. 5-D-7 dans les parois du tube. Voir détail (D) Calage - gousset supportant le poids du tube. (fig. 5-D-10)
La figure 6 représente les parois des éléments préfabriqués de la digue en contact direct avec l'eau de mer, ^alisées en structure mixte acier-béton et composées de :
(1) - une tôle acier située à l'intérieur assurant l'étanchéité et coffrage collaborant, et non soumise à la corrosion par l'eau de mer,(fig.6-1) (2) - des raidisseurs en cornières soudées sur la tôle assurant l’adhérence du béton sur l'acier ; (fig.6-2) (3) - des raidisseurs-cadres alvéolaires soudés sur la tôle assurant la résistance des parois ; (fig.6-3) (4) - une armature transversale et longitudinale ; (fig.6-4) (5) - du béton avec adjonction de produit assurant l’étanchéité ; (fig.6-5) (6) - un coffrage extérieur collaborant fixé sur les armatures, en béton poli ou autre matériau avec adjonction d'un composant à base de résine évitant éclatement du béton et la corrosion des armatures, l’ensemble participant à la résistance et assurant l'étanchéité des parois et la protection contre la corrosion d'une durée supérieure à 100 ans sans entretien extérieur.(fig.6-6)
La figure 7 représente le détail des portes représentés sur la figure 4-C-7 et décrites à la page 14 de permettant de remplir plusieurs fonctions selon le type d'encastrement de la digue dans les piles (tubes remplis du béton et encastrés dans le sol) et des appuis de la digue au fond : sur le remblai ou en flottaison (fig. 5- C-7 ).
Une première solution consiste en l’encastrement des piles dans la digue :
- par remplissage du local (10) fig.7-A-10 par béton armé (encastrement définitif sans possibilité de réglage du tirant d'eau) ;
- par blocage d'encastrement par vérins (fig.5-B-6 et fig. 7 - 4 (encastrement avec possibilités de réglage du tirant d’eau) ; et
- possibilités de fermeture ou d'ouverture des portes - guillotine.
Une deuxième solution consiste au glissement des piles dans les bagues de glissement (fig. (3) permettant la montée ou la descente de la digue en fonction des marées. Un tel dispositif est adapté aux marées de +/- 3 m.
La figure 7 A et B illustre une application de l'invention pour une digue flottante à plusieurs niveaux, avec le tirant d’eau et les marrés de + - 3m, reliée avec le littoral par des passerelles articulées permettant les mouvements de la digue et permettant en cas de besoins de fermer les portes pour protéger le littoral contre de fortes marées ou un tsunami. Dans le cas de l'encastrement des tubes dans la digue par bétonnage ou verrouillage, la digue et les fondations doivent résister aux efforts de soulèvements résultants de la poussée d’Archimède.
Il est montré :
(A) fig. 7- A une coupe transversale à marée basse (-3m) ;
(B) fig. 7- B une coupe transversale à marée haute (+3m) ;
(C) le détail de portes guillotine commandées par ballastage ; où
T est le tirant d'eau et M la montée des eaux marrées.
Plus particulièrement, les références suivantes représentent :
(1) une structure en béton armé étanche enfermant le tube et le dispositif de guidage et de verrouillage du tube ; (fig.7-A-1 et 7-B-1) (2) un compartiment enfermant le tube et le dispositif de guidage de descente, de verrouillage et de l'encastrement des tubes dans le caisson ; (fig.7-A-2 et 7-B-2) (3) un guidage assurant la butée et le glissement de tube ; (fig.7-A-3 et 7-B-3) (4) un verrouillage à l'aide de vérins (voir détail figure 5) (fig.7-A-4 et 7-B-4) (5) le fond de la mer ;(fig.7-A-5 et 7-B-5) (7) la fermeture-portes de type “guillotine “ à double paroi en inox avec ballasts permettant ouverture ou fermeture ; (fig.7-A-7 et 7-B-7 ) (8) les appuis des portes dans le fond en béton armé ; (fig. 7-A-8 et 7-B-8) (9) un tube en acier rempli de béton armé encastré dans le sol ; (fig. 7-A-9 et 7-B-9) (10) un local rempli de béton armé pour assurer l'encastrement. (fig.9-A-10 et 9-B-
10)
Plus en détail, (fiq.7-C) montre les portes guillotine submersibles à ballastage :
(12) une paroi de la structure mixte acier béton (voir détail figure 6) composée de :
(71) de la tôle acier située à l'intérieur assurant l'étanchéité et non soumise à la corrosion par l'eau de mer ;
(72) un raidisseur en cornières soudées sur la tôle assurant l’adhérence du béton sur l'acier ;
(73) des raidisseurs-cadres alvéolaires soudés sur la tôle assurant la résistance des parois ;
(74) une armature transversale et longitudinale ;
(75) du béton avec adjonction de produit assurant l’étanchéité ;
(76) un coffrage extérieur collaborant fixé sur les armatures, en béton poli ou autre matériau avec adjonction d'un composant à base de résine + téflon ou autre matériau permettent le glissement des portes ;
(77) un rail en acier inox fixé sur les traverses de la paroi de la digue assurant le guidage de la descente de la porte ;
(78) du téflon collé sur la partie intérieure du rail de guidage assurant le glissement de portes ;
(79) des portes constituées de plusieurs tronçons disposés entre les rails de guidage, réalisées en inox avec raidisseurs et compartiment de ballasts et un dispositif permettant de chasser l'eau et monter la porte ou ouvrir les vannes, remplir les ballasts et descendre les portes.
Ainsi, la présente invention concerne des dispositifs et procédés de fabrication de digues flottantes, pour protéger le littoral contre la montée des eaux et des inondations.
Avantageusement la construction de la digue en caisson à plusieurs niveaux est décomposée en quatre phases :
(1) Préfabrication en usine de la partie de la digue qui est difficile à réaliser sur le chantier ;
(2) Remorquage de la partie préfabriquée avec tubes en position haute et mise en position à proximité des rives à protéger, avec encrage provisoire à l’aide des câbles ;
(3) Installation sur le site : descente des tubes, forage dans le sol jusqu’au niveau défini par calcul et descente progressive des tubes, mise en place des armatures, bétonnage à l’intérieur des tubes et encastrement des tubes dans le sol ;
(4) Travaux sur le site : finition des structures des bordés, réalisation des structures intérieures, aménagement intérieur, descente progressive et symétrique de la digue et contrôle de la descente à l’aide de l’ordinateur, pose sur le remblai, réalisation du dispositif l’encastrement des tubes, finitions des étages supérieurs et des abords extérieurs.
Avantageusement les éléments préfabriqués comportent un dispositif permettant :
- d'assurer et régler la descente des tubes d'ancrage en cours de remorquage ;
- d'assurer la descente de la digue en cours de construction sur le chantier ;
- d'assurer l'ancrage de la digue dans le sol ;
- d’assurer le pilotage des opérations d’installation sur le site à l’aide d’un ordinateur.
Claims (9)
- Revendications1. Procédé de fabrication de digues flottantes, habitables et à plusieurs étages, protégeant le littoral contre la montée des eaux et des inondations, consistant en :- une préfabrication en usine de caissons correspondants aux parties de la digue qui sont en contact direct avec l'eau de mer : Fig.2 : réf. (A1) et (B1) et aux structures intérieures de la digue assurant sa résistance Fig.2 : réf. (A), (A1), (B) et(B1)- un remorquage des caissons préfabriqués sur un site d’installation : fig.2 réf. (A1)et (B1) et- montage et assemblage sur le site d’installation des caissons : Fig. 4 réf. (A) et (B)
- 2. Le procédé selon la revendication 1 dans lequel les caissons préfabriqués comprennent des parois immergées, étanches, soumises à la corrosion, réalisées en structure mixte acier - béton assurant une très bonne résistance mécanique et très bonne résistance à la corrosion, et composées Fig.6 :- de tôle acier située à l'intérieur assurant l'étanchéité et non soumise à la corrosion par l'eau de mer : Fig.6 repo. (1)- de raidisseurs en cornières soudées sur la tôle assurant l’adhérence du béton sur l'acier et augmentant la résistance des parois ; Fig.6 réf. (2)- de raidisseurs - cadres en T alvéolaires soudés sur la tôle assurant la résistance des parois ; Fig.6 réf. (3)- d’une armature transversale et longitudinale ; Fig. 6 réf. (4)- de béton avec adjonction de produit assurant l’étanchéité du béton ; Fig.6 réf. (3)- d’un coffrage extérieur, collaborant en béton poli avec adjonction d'un composant à base de résine évitant l’éclatement du béton et la corrosion des armatures. Fig.6 réf. (5)
- 3. Le procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel les caissons préfabriqués sont équipés d’un système de réglage permettant d'assurer et de régler la descente de tubes d'ancrage en cours de remorquage : Fig.3 réf.(A2), Fig.4 réf. (A), (B), (C), Fig.5 réf. (A4), (B4), (B8), (D2), (D6), (D7)
- 4. Le procédé selon la revendication 3 dans lequel le système de réglage permet de plus d’assurer la descente de la digue en cours de construction sur le site d’installation. Fig.4 réf. (A3) et réf. (B3) et Fig.5 ref. (D))
- 5. Le procédé selon la revendication 3 ou 4 dans lequel le système de réglage permet d'assurer l'ancrage de la digue dans le sol sur le site d’installation : FIG.2 repo. (A) et (B) Fig.4 réf.(A) et (B)
- 6. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel le montage et l’assemblage sur site comprend au moins une opération de forage dans le sol jusqu’à un niveau défini par calcul, un encastrement de tubes d’ancrage dans le sol par bétonnage fig.4 réf.(B10), une pose sur remblais : fig.4 réf. (6) ou un laissé en flottaison fig.4 réf.(C), des opérations de finitions des étages supérieurs et des abords extérieurs. Fig.4 réf. (B), Fig.6 ref. (4)
- 7. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 3 à 6 dans lequel le système de réglage est une structure en béton armé étanche composée des éléments suivants :- des compartiments enfermant les tubes de guidage en béton armé : Fig. 5 réf. (1),- un tube : Fig.4 réf. (9) et un élément de guidage : Fig.4 ref. (3) et de verrouillage du tube ; et Fig.4 réf. (2) et Fig. 5 réf.(D7)- un guidage supérieur et inférieur par une bague d'appui sandwich collé assurant le glissement et la transmission des efforts horizontaux du tube : Fig.5 réf. (2,), et constitué de :- une structure en acier raidi et scellé dans les parois en béton ; Fig.5 réf.(D3)- plaque de compression (« néoprène « ou équivalent) Fig.5 ref. D4)- plaque de glissement (« téflon « ou équivalent) : Fig.5 réf D5. ; et- des cales et goussets supportant le poids du tube. Fiig.5 réf.(B2) et (D10)
- 8. Le procédé selon la revendication 7 dans lequel le système de réglage assure le maintien en position haute de tube en phase de remorquage : Fig.2. (A1), et (B1) et permet la descente progressive du tube à l'aide de quatre bagues grippes comportant : Fig.5 repo. (4) plusieurs dents coniques : Fig. 5 réf. (D7) et quatre vérins hydrauliques : fig.5 réf. (8) comprimant le tube avec une pression variable en enfonçant les grippes Fig. 5 repo. (7), dans les parois du tube. Fig.5 réf.. (9)
- 9. Une digue flottante, habitable et à plusieurs étages, protégeant le littoral contre la montée des eaux et des inondations obtenues par le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
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