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CUVELAGE COMPOSITE POUR PUITS.
(ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée en Allemagne le 13 octobre 1952 - déclaration de la déposante),
La présente invention concerne un cuvelage de puits, étanche à l'eau et résistant à la pression, pour un terrain aquifère et/ou non stable, destiné en particulier aux puits de congélation.
Jusqu'à présent, on exécutait le cuvelage, dans les cas de cette nature, au moyen de tubages en fonte ou en acier, avec remplissage postérieur en béton. Mais ce mode de construction est très coûteux, les frais nécessités par les tubages étant très élevés.
Le cuvelage à double cylindre, avec joints d'étanchéité entre les cylindres, qui peut être employé dans des conditions favorables, en particulier pour des profondeurs jusqu'à 200 m. environ présente bien une résistance suffisante mais ne donne pas satisfaction au point de vue de l'étan- chéité.
L'invention a pour but de réàliser un cuvelage de puits se composant de deux ou trois cylindres, en béton ou en maçonnerie, se trouvant l'un dans l'autre, qui satisfait, pour ce qui concerne sa résistance et son étanchéité, à toutes les exigences qui doivent être imposées à un cuvelage de puits pour des profondeurs quelconques.
Le cuvelage suivant l'invention, est caractérisé par ce que, entre les cylindres, en béton ou en maçonnerie du cuvelage (et dans le cas d'un cuvelage à double cylindre, entre l'extérieur et l'intérieur des cylindres), on introduit une enveloppe en tôles d'acier circulaires, d'une épaisseur relativement faible, disposées de manière à présenter des recouvrements simples ou bien, le cas échéant, desrecouvrements multiples.
On assemble cette enveloppe ou ces enveloppes,on tôle d'acier, d'une manière étanche, avec les cylindres en béton ou en maçonnerie, de préférence, en introduisant sous pression un lait de ciment-dans les intervalles.
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Le recouvrement des couches de tôle d'acier formant l'envelop= pe en tôle d'acier est exécuté de telle manière que les joints verticaux aussi bien que les joints horizontaux d'une couche sont recouverts par les couches voisines de telle manière qu'en tout endroit de l'enveloppe il y a au moins deux couches de tôles d'acier et, le cas échéant, trois couches ou davantage qui se trouvent l'une sur l'autre.
Un cylindre en tôle d'acier, considéré en soi, n'est donc pas étanche à l'eau. L'étanchéité n'est assurée que par la combinaison du premier cylindre avec le second ou avec les autres, qui recouvrent les joints, et par la présence du béton intérieur et du béton extérieur, ou bien du cylindre en maçonnerie, s'il arrive, dans des cas spéciaux, qu'on emploie une maçonnerie. Du fait que le béton extérieur ne permet pas d'obtenir, écorne on sait, une étanchéité complète à l'eau, il faut que les arrivées d'eau se produisant à travers l'anneau extérieur en béton ou en maçonnerie et atteignant le premier cylindre en tôle d'acier trouvent un chemin à travers les joints dont l'épaisseur est de quelques millimètres seulement.
Arrivée au cylindre suivant,l'eau doit s'écouler le long de la surface et arriver jusqu' aux joints de ce cylindre. Quand on emploie un troisième et un quatrième cylindre, le même processus se renouvelle pour chacun d'eux ; l'eau doit donc modifier sans cesse sa direction pour prendre le chemin vers l'intérieur du puits. La disposition prévue pour les tôles a donc pour résultat de produire un effet de labyrinthe pour les quelques arrivées d'eau pouvant se faire encore. Cet effet de labyrinthe diminue finalement l'arrivée d'eau dont l'importance et l'action se trouvent ainsi abaissées de manière à n'avoir plus qu'une valeur minimum. Le revêtement intérieur du puits est constitué par un cylindre en béton.
Quand on emploie du béton comprimé ayant une résistance de 500 kg/cm2 au moins, ce revêtement est en mesure d'assurer la stabilité statique de toute la colonne du puits et en outre de barrer le chemin vers l'intérieur du puits aux faibles quantités d'eau qui peuvent avoir franchi le labyrinthe formé par les joints des tôles en acier.
Pour augmenter l'étanchéité du cuvelage composite suivant 1' invention, on prévoit au montage, dans les tôles en acier, des tubulures de passage auxquelles on visse, d'une manière connue, des tuyaux de cimentation faisant saillie,hors du cylindre en béton, vers l'intérieur du puits. En introduisant sous pression, à travers ces tubulures, du lait de ciment ou des ingrédients chimiques d'étanchéisation, on enlève à l'eau toute possibilité de passage, lorsque cette eau, venant de l'extérieur, doit trouver son chemin à travers le labyrinthe formé par les joints des tôles d'acier. On étanche donc après coup, de cette manière, les arrivées d'eau existant encore.
A la différence des tubages connus jusqu'à présent le cuvelage suivant l'invention ne nécessite ni vis, ni boulons, ni autres pièces de liaison. Pour le montage et pour la fixation des anneaux en tôle d'acier, il sui- fit de réunir ces anneaux entre eux à l'aide d'une soudure électrique par points.
Comparé à un tubage en fonte grise, le nouveau cuvelage suivant l'invention ne présente pas seulement l'avantage d'être beaucoup moins couteux mais il présente en outre cet avantage important que les différentes tôles d'acier ainsi que les cylindres peuvent céder sans se déchirer quand ils sont soumis à des tensions élevées. Avec les tubages en fonte grise au contraire, il arrive dans de nombreux cas, que des ruptures se produisent sous l'action de la pression du terrain, ce qui impose souvent des réparations dangereuses et coûteuses. Grâce à l'existence des tuyaux de cimentation, on peut, dans le cas du nouveau cuvelage composite, étancher après coup les fissures produites par des efforts très élevés.
L'épaisseur et le nombre des tôles dépendent du diamètre du puits, de sa profondeur et de la pression hydrostatique à absorber.
La description ci-après se rapporte à une forme de réalisation du nouveau cuvelage, de l'invention donnée à titre d'exemple et représentée aux dessins.
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La figure 1 représente une coupe verticale faite à travers une partie du cuvelage. On peut se rendre compte également, par une vue en élévation et par la vue en coupe, des recouvrements des différentes plaques de tôle.
La figure 2 représente une coupe horizontale faite à travers le cuvelage.
Sur les figures, on a désigné par les repères 1 et 2, respec- tivement, le cylindre de cuvelage extérieur et le cylindre de cuvelage inté- rieur, qui sont tous deux en béton ou en maçonnerie.
L'intervalle entre ces deux cylindres est rempli par l'envelop- pe en tôle d'acier suivant l'invention. Dans l'exemple de réalisation repré- senté, cette enveloppe se compose de trois couches 3, 4, 5, qui sont consti- tuées par des tronçons de tôle d'acier ayant la courbure voulue. Ces tronçons sont disposés de telle manière que, comme le montre la figure 1, tous leurs joints horizontaux soient décalés ainsi que tous leurs joints verticaux.
Le repère 7 désigne les tubulures de passage qui permettent d' introduire sous pression du lait de ciment dans les joints.
Dans des cas spéciaux, on peut aussi prévoir un ou plusieurs cylindres en tôle d'acier sous la forme de cylindres continus en exécutant des soudures suivant les joints des tronçons de tôle.
Il est possible aussi d'employer, en particulier quand il s' agit de puits profonds, d'une manière analogue à celle qui est adaptée dans le cas d'un revêtement avec colonnes de double cuvelage, deux systèmes de cylindres en tôle d'acier du genre suivant l'invention, montés l'un dans 1' autre et assemblés entre eux par une couche de béton. Dans le cas particulier où il se produit des pressions irrégulières, cela permet de répartir ces pressions uniformément sur la colonne intérieure du puits.
Bien entendu, la forme de réalisation du nouveau cuvelage de puits, représentée sur les figures, ne doit être considérée que comme un exemple auquel il est possible d'apporter de nombreuses modifications sans s'écarter pour autant de l'invention.