EP3867140A1 - Module flottant d'une structure flottante et procédé d'assemblage de tels modules flottants - Google Patents

Module flottant d'une structure flottante et procédé d'assemblage de tels modules flottants

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EP3867140A1
EP3867140A1 EP19769541.4A EP19769541A EP3867140A1 EP 3867140 A1 EP3867140 A1 EP 3867140A1 EP 19769541 A EP19769541 A EP 19769541A EP 3867140 A1 EP3867140 A1 EP 3867140A1
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EP
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floating module
floating
module
wall
extension
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EP19769541.4A
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EP3867140C0 (fr
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Elchanan SAFIER
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Safier Ingenierie
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Safier Ingenierie
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/06—Moles; Piers; Quays; Quay walls; Groynes; Breakwaters ; Wave dissipating walls; Quay equipment
    • E02B3/062—Constructions floating in operational condition, e.g. breakwaters or wave dissipating walls
    • E02B3/064—Floating landing-stages
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    • B63B2231/00—Material used for some parts or elements, or for particular purposes
    • B63B2231/60—Concretes

Definitions

  • the field of the present invention is that of floating structures, such as artificial islands or pontoons.
  • the invention also relates to a method for assembling floating modules forming such a floating structure.
  • monolithic floating structures which are formed from a single structural element.
  • These monolithic floating structures have in particular the drawback of having limited dimensions which do not make it possible to produce a floating structure adapted to the desired dimensions or even to require specific infrastructures during their manufacture or their transport from their manufacturing site to a production site. destination, greatly increasing their manufacturing cost.
  • floating structures called modular comprising several distinct floating modules, in particular made of concrete, assembled together to form the modular floating structure. It is known to ensure cohesion between the various floating modules by providing a cavity in the thickness of a wall of each floating module at a junction between a first floating module and a second floating module. A hollow formed by a first cavity of a first floating module and of a second known floating module is then filled with a material, such as concrete, in particular liquid which, once solidified, ensures cohesion between the first floating module and the second floating module of the known modular floating structure.
  • a material such as concrete, in particular liquid which, once solidified, ensures cohesion between the first floating module and the second floating module of the known modular floating structure.
  • the object of the present invention is to propose a floating structure which makes it possible to respond in full to the drawbacks mentioned above and also to lead to other advantages.
  • the present invention aims to achieve a modular floating structure comprising two floating modules assembled with each other and connected by a material poured into a hollow between the first floating module and the second floating module, the hollow having a thickness identical to the thickness of the walls of the floating modules of the floating structure in order to ensure total mechanical continuity between the first floating module and the second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a structure monolithic with the same mechanical resistance as the current section of a floating module.
  • the invention achieves this, in a first aspect, by virtue of a floating module comprising a plurality of walls extending between a first longitudinal end and a second longitudinal end, the floating module comprising a first partition and a second partition connecting each wall of the plurality of walls by defining with these walls an internal volume of the floating module, characterized in that the floating module comprises at least one extension emerging from an external face of the wall, the extension extending longitudinally projecting from the first end longitudinal or the second longitudinal end, the extension and the wall from which the extension is made by continuity of material.
  • the walls extend mainly in a longitudinal axis.
  • the longitudinal axis is intended to be horizontal.
  • the first longitudinal end and the second longitudinal end designate the longitudinal ends of a wall, and not the longitudinal ends of the floating module.
  • the first partition and the second partition extend in a vertical and transverse plane perpendicular to the longitudinal axis.
  • the walls and partitions define the internal volume, this making it possible to ensure the buoyancy of the floating module.
  • the internal volume is entirely closed or almost entirely closed, the floating module comprising in the latter case an opening, in particular of a technical nature, made in a wall or in a partition.
  • the floating module is configured to avoid or reduce the penetration of water inside the internal volume.
  • the internal volume of the floating module is intended to be occupied by a material having a density less than 1, that is to say a density less than the density of water.
  • Said material can be, for example air or a foam such as a polyurethane, polyethylene or polystyrene foam, so that the floating module has a general density less than 1, thus ensuring the floating of the floating module on the water.
  • Each wall has an internal face and an external face situated opposite the wall with respect to the internal face, the internal face of the wall being oriented towards the internal volume.
  • a thickness of the wall is measured between the internal face of the wall and the external face of the wall.
  • the extension emerges from the external face of the wall, the extension also extending longitudinally projecting from a longitudinal end of the wall, the extension and the wall from which the extension originates being produced by continuity of matter.
  • the extension and the wall from which the extension is made are made of the same material, and do not have any material separation.
  • This configuration according to the invention makes it possible to produce a modular floating structure comprising at least one floating module in accordance with the first aspect of the invention, said floating structure having total mechanical continuity between the assembled floating modules and behaving like a monolithic structure with the same mechanical resistance as the current section of a floating module, unlike a known modular floating structure.
  • the extension and the wall from which the extension of a first floating module according to the invention originates delimit a first cavity.
  • the cavity comprises a dimension, called the first dimension, along a vertical axis perpendicular to a longitudinal and transverse plane formed by the internal face of the wall, the first dimension then being able to represent at least the entire thickness of the wall measured between the external face and the internal face of the wall, this first dimension also being able to be greater than the thickness of the wall measured perpendicularly between the outer face and the inner face of the wall.
  • the cavity makes it possible to position the material connecting the first floating module and the second floating module, the material then being able to occupy the entire first dimension of the cavity.
  • this configuration makes it possible to ensure total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module, the cavity delimited by the wall and the extension having a first dimension which can represent at least the entire thickness of the wall.
  • the mechanical strength of the extension is ensured by the continuity of material between the extension and the wall from which the extension originates.
  • the floating module according to the first aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements can be taken alone or in combination:
  • the edge designates the face located at the end of the wall along the longitudinal axis.
  • a thickness of the cavity is equal to or greater than a thickness of the wall from which the extension emerges.
  • the thicknesses mentioned here are measured along parallel lines. In other words, an internal face of the extension extends in a plane situated beyond a plane in which an external face of the wall is inscribed, towards an external environment of the floating module
  • an external face of the wall and an internal face of the extension are in the same plane.
  • the external face of the wall is located opposite the wall with respect to the internal face of the wall.
  • the internal face of the extension is oriented towards the cavity. It is understood that the external face of the wall and the internal face of the extension are in the same plane if the difference in plane is less than or equal to 5%, the difference in plane being measured by taking as a reference the thickness of the wall measured between the internal face of the wall and the outer face of the wall.
  • the internal face of the extension and the external face of the wall are coplanar.
  • the first dimension, measured between the internal face of the extension and a longitudinal and transverse plane formed by the internal face of the wall, is equal to a second dimension measured between the external face of the wall and the internal face of the wall.
  • the second dimension corresponds to the thickness of the wall.
  • the extension extending from the external face of the wall, makes it possible to configure the cavity so that the first dimension of the cavity is equal to the thickness of the wall, the cavity being intended to be filled with a bonding material, such as concrete, in order to connect a first floating module and a second floating module of a floating structure, thereby allowing the floating structure to ensure total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module to withstand the mechanical forces to which it is subjected, in particular compression forces making it possible to keep the first floating module and the second floating module assembled, or else the mechanical forces exerted by the movements of the body of water on or in which the floating structure rests;
  • a bonding material such as concrete
  • An extension is located on each of the side walls of the floating module and on a bottom wall of the floating module.
  • the side walls designate the walls extending mainly in a longitudinal and vertical plane when the floating module is implemented on a body of water.
  • the bottom wall designates the wall of the floating module extending mainly in a longitudinal and transverse plane when the floating module is implemented on a body of water, the lower wall being located at a lower part of the floating module, intended in particular to be submerged when the floating module is work on a body of water, with respect to an upper part of the floating module intended to be emerged when the floating module is implemented on the body of water.
  • the lower wall connects the side walls of the floating module to each other, under a water line
  • an upper wall located on the upper part of the floating module connects the side walls of the floating module to each other, the side walls thus being partially submerged and partially emerged.
  • the extension extends over the entire width of the wall along a transverse axis perpendicular to the longitudinal axis;
  • the extension located on a first wall is produced by continuity of material with an extension located on a second wall directly adjacent to the first wall.
  • This configuration makes it possible to ensure total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module. and sealing a junction between the extension located on the first wall and the extension located on the second wall;
  • the wall includes a first extension located at the first longitudinal end and a second extension located at the second longitudinal end.
  • the wall designates in particular a single wall of the floating module, or even each wall of the floating module, or even all of the side walls and / or of the walls bottom of the floating module. This configuration allows a simple assembly between the first floating module and the second floating module in accordance with the first aspect of the invention, the first floating module and the second floating module then being connected together at their respective extensions. More particularly and advantageously, a first extension located on the first floating module is intended to be connected to a second extension located on the second floating module;
  • the plurality of walls, the first partition, the second partition and the extension are produced by continuity of material, said material being a concrete.
  • the general structure of the floating module is made of concrete.
  • This configuration makes it possible to ensure total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module. to resist mechanical stress, especially in compression.
  • this configuration allows simple manufacture of the floating module, which can be formed using a formwork in which the concrete, in the liquid state, is poured.
  • the concrete is reinforced, that is to say that it is crossed by at least one metal frame, promoting the resistance of the floating module to mechanical forces, in particular in traction.
  • the concrete is prestressed, that is to say that a prestressing cable extends through the concrete, a tensile force being applied to the prestressing cable allowing the application of a compression force.
  • the concrete forming the floating module thus seeing the compression force applied, to which the concrete is highly resistant in comparison with a tensile force, to which the concrete is only weakly resistant;
  • a metal frame extends inside the wall and opens into the cavity.
  • the metal frame extends along the longitudinal axis.
  • the metal frame is located in the thickness of the wall, that is to say between the internal face and the external face of the wall. It is understood that the metal frame opens into the cavity when it is flush with the cavity, that is to say when the metal frame extends longitudinally to the edge of the longitudinal end of the wall, or even when the metal frame extends inside the cavity.
  • the metal frame promotes the resistance of the floating module to efforts mechanical, especially in traction.
  • the metal frame of a first floating module is intended to be coupled with a metal frame of a second floating module in order to ensure total mechanical continuity of the frames between the first floating module and a second floating module.
  • the coupling of the metal frame of the first floating module and the metal frame of the second floating module makes it possible to ensure the relative position of the first floating module with respect to the second floating module during the assembly of the first floating module and of the second floating module.
  • the framework of the floating module is a concrete, ensuring total mechanical continuity of the concrete between the first floating module and a second floating module, and making it possible to obtain a modular floating structure which has as a monolithic structure having the same mechanical strength of concrete as the current section of a floating module to resist mechanical stresses in compression, while the metal frame provides resistance to mechanical stresses in tension;
  • the floating module includes a prestressing sheath extending inside a wall and opening into the cavity.
  • the prestressing sheath extends along the longitudinal axis.
  • the prestressing sheath is located in the thickness of the wall, that is to say between the internal face and the external face of the wall. It is understood that the prestressing sheath opens into the cavity when it is flush with the cavity, that is to say when the prestressing sheath extends longitudinally to the edge of the longitudinal end of the wall, or even when the prestressing sheath extends inside the cavity.
  • the prestressing sheath is intended to receive a prestressing cable formed by a multitude of strands, the prestressing cable being housed inside the prestressing sheath.
  • the prestressing sheath is intended to receive a metallic prestressing cable formed by a multitude of metallic strands, the metallic strands preferably being twisted.
  • the prestressing cable is inserted into the prestressing sheath of each floating module, each prestressing sheath of a first floating module being arranged to be aligned with a prestressing sheath of a second adjacent floating module.
  • the prestressing cable extends through the cavity of the first floating module and the cavity of the second floating module when the first floating module and the second floating module are assembled.
  • the prestressing cable is then tensioned in order to exert a compressive force on all of the floating modules aligned on the alignment axis, the tensioning allowing each floating module, made of concrete, to undergo a compression force, to which the concrete has a high resistance, the floating module then being potentially subjected only to a low tensile force to which the concrete has a low resistance.
  • the configuration in which the prestressing cable extends through the cavity of the first floating module and the cavity of the second floating module ensures that the compression force exerted by the prestressing cable is exerted in the plane of the cavity of the first floating module and the cavity of the second floating module.
  • the compression force exerted by the prestressing cable is not eccentric with respect to the surface on which the compression force is exerted.
  • a floating structure comprises at least three floating modules assembled along the same axis, to connect all of said floating modules to each other by the prestressing cable, the compression force then being exerted by the prestressing cable on the entirety of said floating modules, ensuring total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and making it possible to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module.
  • the prestressing cable comprises a larger diameter than the diameter of a metal frame
  • the floating module comprises a longitudinal dimension between five meters and one hundred meters, or any length.
  • the invention can be used to ensure complete mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and make it possible to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the section current of a floating module.
  • the longitudinal dimension of the floating module is measured between a first longitudinal termination and a second longitudinal termination of the floating module, the first longitudinal termination being located at a first end of the first extension extending longitudinally projecting from the wall, the second longitudinal termination being located opposite the floating module with respect to the first termination along the longitudinal axis.
  • the second termination can in particular be formed by a second end of a second extension situated opposite the wall with respect to the first extension along the longitudinal axis.
  • the floating module extends longitudinally between the first longitudinal termination and the second longitudinal termination. This configuration allows the manufacture of a large floating module while being constructible and transportable in a simple manner by existing means;
  • the plurality of walls of the floating module comprises between three and six walls, in particular four walls;
  • the floating module can take the form of a straight block.
  • the floating module can take an "L" shape, thereby creating an angle at the walls of the floating module.
  • said angle is close to 90 ° plus or minus 10 °, thus making it possible to create a floating structure having an overall rectangular shape, said floating module then forming a corner of the floating structure.
  • the floating module can take any other form;
  • the floating module exposed below may include a sealing device integral with the extension.
  • this sealing device can be arranged on a tip which delimits the extension, this tip forming a longitudinal termination of the floating module.
  • the invention also relates to a floating structure comprising at least one floating module in accordance with the first aspect of the invention.
  • This configuration makes it possible in particular to form a floating structure, such as a bridge, an oil platform, a port, a pier, a floating platform for renewable energy, a nuclear structure, an artificial island, or any other type of floating structure. More particularly, this configuration allows the construction of a so-called modular floating structure, that is to say formed of several modules separate floats and assembled together. Indeed, the construction of a large modular floating structure is simplified in comparison with the construction of a monolithic floating structure formed of a single large structural element.
  • the construction of a monolithic floating structure requires, for example, specific infrastructure or even suitable means of transport in order to transport the monolithic floating structure from its place of manufacture to its place of destination, while in the case of a modular floating structure, the floating modules forming said modular floating structure are individually of a size less than the size of the modular floating structure.
  • the floating modules can also be assembled, in order to form the modular floating structure, directly at the place of destination of the modular floating structure, eliminating the transport constraints of the floating structure.
  • the invention makes it possible to ensure total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the section. current of a floating module, unlike a known modular floating structure due to the use of a floating module according to the first aspect of the invention.
  • the floating structure according to the second aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements can be taken alone or in combination:
  • the floating structure comprises a plurality of floating modules, all of the floating modules of the plurality of floating modules being in accordance with the first aspect of the invention. Alternatively, only a fraction of the floating modules of the plurality of floating modules conforms to the first aspect of the invention;
  • a sealing device is located between a first floating module and a second floating module, the sealing device being interposed between an extension of the first floating module and an extension of the second floating module. It may be the sealing device detailed above in relation to the floating module.
  • the sealing device is interposed between a side wall and / or a bottom wall of the first floating module and a side wall and / or a bottom wall of the second floating module. The sealing device makes it possible to seal the connection between the first floating module and the second floating module.
  • the sealing device is integral with one or the other extension of the first floating module or of the second floating module.
  • the sealing device is a seal, in particular a rubber or plastic seal;
  • a hollow delimited by a cavity of the first floating module and by a cavity of the second floating module is filled with concrete.
  • This configuration allows assembly and cohesion between the first floating module and the second floating module of the floating structure. More particularly and advantageously, this configuration allows a monolithic assembly, the first floating module and the second floating module being connected to each other by a concrete pour in the hollow, allowing a continuity of material between the first floating module and the second floating module, the first floating module and the second floating module being advantageously made of concrete.
  • the material present in the hollow is identical to the material forming the first floating module and the second floating module.
  • this configuration makes it possible to ensure total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module to resist the mechanical forces, in particular in compression, of the floating structure, the concrete poured into the hollow ensuring the transmission of the mechanical forces between a wall of the first floating module and a wall of the second floating module, thus ensuring the recovery of forces, especially in compression, between the first floating module and the second floating module;
  • a continuity between a metal frame of the first floating module and a metal frame of the second floating module between them, and / or a continuity between a prestressing sheath of the first floating module and a prestressing sheath of the second floating module is produced in the hollow .
  • Continuity between the metal frame of the first floating module and the metal frame of the second floating module is in particular produced by a coupler, thus allowing the resumption of mechanical forces, in particular in traction, between the first floating module and the second floating module.
  • the continuity between the prestressing sheath of the first floating module and the prestressing sheath of the second floating module is in particular produced by a hollow sleeve, thus allowing the passage of the prestressing cable between the first floating module and the second floating module, thus allowing the transmission of the compressive force, exerted by the tensile force applied to the prestressing cable, between the first floating module and the second floating module.
  • this configuration ensures continuity of material, in particular of reinforced and / or prestressed concrete between the first floating module and the second floating module to form a monolithic floating structure with the same mechanical resistance as the current section of a module. floating.
  • the floating structure behaves like a non-modular monolithic structure capable of withstanding, for the various life phases of the floating structure, static and dynamic forces, hydrodynamic forces and fatigue phenomena which are applied to it, in accordance with the regulations. international;
  • a thickness of the wall of the first floating module is equal to a thickness of the wall of the second floating module, the thickness of the wall of the first floating module and the thickness of the wall of the second floating module being equal to or less than a thickness of the hollow.
  • the thickness of each wall is defined between the external face and the internal face of said wall.
  • the thickness of the hollow corresponds to the first dimension of the first cavity, as well as to the first dimension of the second cavity. It is understood that two thicknesses are equal to each other if the difference in thickness is less than or equal to 5%, taking as reference the thickness of the hollow.
  • the external face of the wall of the first floating module and the external face of the wall of the second floating module are in the same plane.
  • the internal face of the extension coming from the first floating module and the internal face of the extension coming from the second floating module are in the same plane, said plane being advantageously, the plane formed by the external face of the wall of the first floating module and through the wall of the second floating module.
  • the internal face of the wall of the first floating module and the internal face of the wall of the second floating module are in the same plane.
  • this configuration ensures total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and makes it possible to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module.
  • the thickness of the recess representing the entire thickness of the wall of the first floating module as well as the entire thickness of the second floating module;
  • the floating structure may in particular be a bridge, an oil platform, a port, a pier, a floating platform for renewable energy, a nuclear structure, an artificial island, or any other type of floating structure.
  • the invention also relates to a method of assembling a floating structure in accordance with the second aspect of the invention, the assembly method comprising a step of aligning the first floating module with respect to the second floating module , a step of removable coupling of the first floating module to the second floating module, a step of coupling the reinforcements, prestressing sheath and prestressing cables, and a step of pouring concrete into the hollow.
  • the step of aligning the first floating module with respect to the second floating module allows the first cavity and the second cavity to be compared.
  • a longitudinal termination of the first floating module is compared to a longitudinal termination of the second floating module.
  • the step of aligning the first floating module with respect to the second floating module makes it possible to position the first floating module and the second floating module in the same longitudinal axis. The first floating module and the second floating module are then brought together to allow the removable coupling step.
  • the removable coupling step involves a connecting frame in order to secure the position of the first floating module and the second floating module during the assembly process, in particular when the assembly process is carried out directly on a body of water. , which can cause movements of the first floating module relative to the second floating module.
  • the connection frame is located on the periphery of the floating modules, the connection frame being detachably connected both to the first floating module and to the second floating module.
  • the connecting frame can be removed.
  • the connection frame is secured to the first floating module prior to the bringing together of the first floating module and the second floating module.
  • connection frame is secured to the first floating module and then to the second floating module once the connection between the first floating module and the second floating module is made.
  • removable coupling step also allows the sealing device to seal the interface between the first floating module and the second floating module.
  • the assembly process according to the third aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements can be taken alone or in combination:
  • the assembly method comprises a step of emptying a space delimited by the partitions and the extensions of the first floating module and the second floating module.
  • the space is located between the first floating module and the second floating module.
  • the emptying step is carried out directly following the removable coupling step, that is to say as soon as the sealing device seals the space between the first floating module and the second floating module;
  • the assembly process includes a mechanical connection step between the metal frame of the first floating module and the metal frame of the second floating module, the mechanical connection step taking place before the concrete pouring step.
  • the metal reinforcement being located in the thickness of the wall and opening into the cavity, it is necessary to proceed to the mechanical connection step before the cavity is filled with concrete.
  • the mechanical connection stage takes place following the removable coupling stage or following the emptying stage if the latter is present, thus making it possible to facilitate the mechanical connection stage;
  • the assembly process includes a mechanical connection step between the prestressing sheath of the first floating module and the prestressing sheath of the second floating module, the mechanical connection step taking place before the concrete pouring step.
  • the prestressing sheath being located in the thickness of the wall and opening into the cavity, it is necessary to carry out the mechanical connection step before filling the cavity with concrete.
  • the mechanical connection stage takes place following the removable coupling stage or following the emptying stage if the latter is present, thus making it possible to facilitate the mechanical connection stage;
  • the assembly process comprises, after the concrete pouring step, a step of installing at least one prestressing cable passing through the prestressing sheath of the first floating module and into the prestressing sheath of the second module floating, a tensile force then being applied to the prestressing cable.
  • at least two, preferably at least three, floating modules are aligned on the same axis in order to be assembled, thus forming a multitude of floating modules
  • the prestressing cable passes through the prestressing sheath of each of the floating modules of the multitude of floating modules, the tensile force then being applied to the prestressing cable.
  • the tensile force applied to the prestressing cable makes it possible to apply a compression force corresponding to the floating modules through which the prestressing cable passes, thus ensuring the maintenance of the floating modules of the multitude of floating modules against each other.
  • the compression force exerted by the prestressing cable makes it possible to ensure that the concrete included in the walls and / or in the hollow undergoes a mechanical compression force to which the concrete has a high resistance, and not a mechanical tensile force to which the concrete has a low resistance.
  • FIG. 1 is a partial view, in section, of an exemplary embodiment of a floating module according to the first aspect of the invention
  • FIG. 1 is a perspective view of the floating module illustrated in Figure 1;
  • FIG. 3 is a detailed view, in section, at a first longitudinal termination of the floating module illustrated in Figures 1 and 2;
  • FIG. 4 and 5 illustrate partial views, respectively in section and in perspective, of an embodiment of a first floating module and a second floating module intended to be assembled to form a floating structure in accordance with the second aspect of the invention
  • FIG. 6 is a partial view of an exemplary embodiment of a first floating module and a second floating module during assembly
  • FIG. 7 and 8 illustrate partial views, respectively in section and in perspective, of the first floating module and the second floating module visible in Figure 6;
  • FIG. 9 and 10 illustrate partial views, respectively in section and in perspective, of an exemplary embodiment of a floating structure according to the second aspect of the invention
  • FIG. 1a and 1b illustrate a first mode of assembly and a second mode of assembly, respectively, between a first floating module and a second floating module intended to form a floating structure;
  • FIG. 1 Figures l2a to l2e illustrate exemplary embodiments of a floating structure according to the second aspect of the invention.
  • the characteristics, variants and different embodiments of the invention can be combined with one another, in various combinations, insofar as they are not incompatible or mutually exclusive of each other.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described below in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from in the prior art.
  • FIG. 1 illustrates a partial view, in section, of an exemplary embodiment of a floating module 1 in accordance with the first aspect of the invention.
  • the floating module 1 mainly extends along a longitudinal axis X between a first termination 26 and a second termination 28.
  • the floating module also extends along a vertical axis Z perpendicular to the longitudinal axis X, the longitudinal axis X and the vertical axis Z forming a plane D illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 1 illustrates a side section view of the floating module 1.
  • the floating module 1 finally extends along the transverse axis Y perpendicular to the plan of.
  • the floating module 1 comprises a plurality of walls, each wall 2 extending along the longitudinal axis X between a first longitudinal end 4 and a second longitudinal end 6.
  • the walls 2 are interconnected by a first partition 8 and a second partition 10 located respectively near the first longitudinal end 4 and the second longitudinal end 6.
  • the plurality of walls, the first partition 8 and the second partition 10 define an internal volume 12, essentially closed, intended to be filled with a material having a density lower than the density of water in order to ensure the buoyancy of the floating module 1.
  • a first portion 41 of the floating module 1 is immersed, that is to say located under a line of water 43, a second portion 42 located opposite the floating module with respect to the first portion 41 along the vertical axis Z being itself rée, that is to say located above the water line, in the air.
  • the internal volume 12 is crossed by an intermediate wall 2 'extending mainly in the longitudinal axis between the first partition 8 and the second partition 10, the internal volume 12 thus forming a first chamber 13 and a second chamber 15.
  • the intermediate wall 2 ' makes it possible to reinforce the structure of the floating module 1.
  • each wall 2 comprises an internal face 17 and an external face 16 situated opposite the wall 2 with respect to the internal face, said internal face 17 being oriented towards the internal volume 12.
  • a plurality of metal frames 22 extend longitudinally through the floating module, each metal frame 22 being intended to be connected to a metal frame 22 of a second floating module.
  • the metal frames 22 make it possible to connect several floating modules together.
  • the metal reinforcements 22 make it possible to ensure the resistance of the floating module 1 and of the floating structure to mechanical forces, and more particularly to mechanical tensile forces, in particular in the case where the walls 2, the first partition 8 and the second partition 10 of the floating module are made of a material, such as concrete, which is highly resistant to mechanical stresses in compression but weakly resistant to mechanical stresses in tension.
  • a metal frame 22 extends inside the intermediate wall 2 '.
  • the floating module 1 comprises a plurality of prestressing sheath 24 extending longitudinally through the floating module 1, each prestressing sheath 24 being intended to be connected to a prestressing sheath 24 of a second floating module.
  • Each prestressing sheath 24 is configured to receive, once all the floating modules aligned on the same axis are assembled, a prestressing cable passing through the prestressing sheath 24. Once the prestressing cable passes to through the prestressing sheath of each of the floating modules aligned on the same axis, a tensile force is applied to the prestressing cable, making it possible to exert a compression force corresponding to said floating modules.
  • a prestressing sheath 24 extends inside each wall 2, said prestressing sheath being disposed through the material constituting the wall, between the internal face 17 and the external face. 16. It should be noted that a metal frame 22 and / or a sheath prestressing device 24 can be located at any point of the floating module, in particular inside a wall 2, the metal frame 22 and / or the prestressing sheath 24 extending mainly longitudinally.
  • each wall 2 comprises a first extension 29 at its first end longitudinal 4 and a second extension 31 at its second longitudinal end 6.
  • the extension 14 and the wall 2 are produced by continuity of material.
  • Each extension 14 extends longitudinally projecting from the longitudinal end 4, 6 of the wall 2 from which extends said extension 14, that is to say that the extension 14 extends longitudinally beyond an edge 11 of the wall formed by the first longitudinal end 4 or the second longitudinal end 6 of said wall, the extension 14 and the edge 11 of the wall thus delimiting a cavity 18.
  • the cavity 18 is intended to be filled with '' a material, such as concrete, making it possible to ensure total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module.
  • the floating module 1 comprises two first stops 33 each extending longitudinally from the first partition 8 in the direction opposite to the internal volume 12.
  • the floating module 1 comprises two second stops 35 each extending longitudinally from the second partition 10 in the opposite direction to the internal volume 12.
  • the first stops 33 and the second stops 35 are intended to come into contact with stops present on a second floating module intended to be connected with the floating module 1, the first stops 33 and the second stops 35 thus making it possible to define, when the floating module 1 is brought closer to the second floating module to form a floating structure, the moment at which the floating module 1 and the second floating module are sufficiently close to one another.
  • FIG. 2 illustrates a perspective view of the floating module illustrated in FIG. 1.
  • the floating module 1 also extends in a plane E, called the second plane E, comprising the transverse axis Y and the vertical axis Z, the second plane E thus being perpendicular to the longitudinal and vertical plane D, called the first plane D.
  • the floating module 1 comprises an upper part 50 intended to be oriented vertically upwards when the floating module 1 is implemented on a body of water.
  • the floating module thus also comprises a lower part 51 situated opposite the floating module 1 relative to the upper part 50 along the vertical axis Z, the lower part being intended to be immersed when the floating module 1 is implemented on a body of water.
  • the upper part 50 comprises an upper wall 52 extending mainly in a third plane F comprising the transverse axis Y and the longitudinal axis X.
  • the lower part 51 comprises a lower wall 53 extending mainly in the third plane F.
  • the floating module 1 comprises a first side wall 54 and a second side wall 55 extending mainly in the first plane D.
  • the first side wall 54, the second side wall 55, the top wall 52 and the bottom wall 53 are arranged so that the first side wall 54 and the second side wall 55 are interconnected by the upper wall 52 and the lower wall 53, the upper wall 52 and the lower wall 53 being connected together by the first side wall 54 and the second side wall 55.
  • the upper wall 52, the lower wall 53, the first side wall 54 and the second side wall 55 can each in particular each form a wall 2 within the meaning of the invention.
  • FIG. 3 is a detailed view, in section, at the level of the first longitudinal termination 26 of the floating module 1 illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • the extension 14 and the edge 11 of the wall are arranged so that the external face 16 of the wall and an internal face 20 of the extension 14, said internal face 20 of the extension being oriented towards the cavity 18, are in the same plane P.
  • the cavity 18 extends along a first dimension 30 measured between the internal face 20 of the extension and a plane P formed by the internal face 17 of the wall 2 from which the extension 14 emerges.
  • the wall 2 extends along a second dimension 32 measured between its external face 17 and its internal face 16, the second dimension 32 thus corresponding to the thickness of the wall 2, the first dimension 30 being equal to the second dimension 32.
  • the internal face of the extension and the external face of the wall are considered to be in the same plane P as long as the difference between the first dimension 30 and the second dimension ion 32 does not exceed 5% of the second dimension 32.
  • the first dimension 30 is greater than the second dimension 32.
  • the extension extends more peripherally and the minimum thickness necessary to ensure the continuity of material between two modules adjacent floating is ensured.
  • the material intended to fill the cavity 18 makes it possible to extend the wall 2 longitudinally along the entire second dimension of the wall 2, in other words according to the entire thickness of the wall.
  • this configuration allows, when the floating module 1, said first floating module is assembled with an adjacent floating module, said second floating module, to form a floating structure in accordance with the second aspect of the invention, to ensure total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module to resist mechanical forces, in particular in compression, by the material filling the cavity, and more particularly the entire cavity 18 along the first dimension 30 of said cavity.
  • a sealing device 102 is located on a longitudinal end 111 of the first extension 29.
  • the sealing device 102 is in particular a seal intended to be compressed between a first floating module and a second floating module in order to ensure sealing a space located between the first floating module and the second floating module.
  • This sealing device 102 may be integral with the first floating module or with the second floating module.
  • the metal frame 22 extends longitudinally projecting from the first longitudinal end 4 of the wall.
  • the prestressing sheath 24 extends longitudinally projecting from the first longitudinal end 4 of the wall, and in particular inside the wall, the prestressing sheath thus opening into the cavity 18.
  • Figures 4 and 5 illustrate a partial view, respectively in section and in perspective, of an exemplary embodiment of a first floating module 3 and a second floating module 5 intended to be assembled in order to form a floating structure.
  • Figures 3 and 4 illustrate the alignment step of the assembly process according to the third aspect of the invention.
  • FIG. 4 is a view, in section, from above, of the first floating module and second floating module.
  • a first longitudinal termination 26 of the first floating module is placed opposite a second longitudinal termination 28 of the second floating module.
  • a cavity of the first floating module called the first cavity 19
  • a cavity of the second floating module called the second cavity 21.
  • the first extension 29 of the first floating module 3 is opposite the second extension 31 of the second floating module 5.
  • the first stops 33 of the first floating module 3 are opposite the second stops 35 of the second floating module 5, the first stops 33 being distant from the second stops 35 of the second floating module 5.
  • each prestressing sheath 24 coming from the first floating module 3, called the first prestressing sheath is opposite a prestressing sheath 24 coming from the second floating module 5, called the second prestressing sheath, to which it is intended to be coupled.
  • each metal frame 22 from the first floating module 3, called the first metal frame is opposite a metal frame 22 from the second floating module 5, called the second metal frame, to which it is intended to be coupled.
  • FIG. 6 is a partial view of an exemplary embodiment of a first floating module 3 and of a second floating module 5 during assembly.
  • Figure 6 illustrates the removable coupling step of the assembly process according to the third aspect of the invention.
  • the first floating module 3 and the second floating module 5 are illustrated according to the first longitudinal and vertical plane D, FIG. 6 thus representing a side view of the first floating module 3 and of the second floating module 5.
  • a connecting frame 110 ensures the position of the first floating module 3 relative to the second floating module 5. More particularly, the connecting frame 110, forming a rigid structure, in particular formed by an at least partially metallic structure, is fixed on a wall 2, more particularly on an external face 16 of a wall, of the first floating module 3 and on a wall, more particularly on an external face 16 of a wall, of the second floating module 5. In the exemplary embodiment illustrated, the connecting frame 110 is fixed on the upper wall 52 of the first floating module 3 and on the upper wall 52 of the second floating module 5. The fixing of the connecting frame 110 on the second floating module 5 can be carried out before the fixing the connecting frame 110 on the first floating module 3.
  • the second floating module 5 is brought closer to the first floating module 3 so as to be flush with the latter so that the approximation between the first floating module 3 and the second floating module 5 is sufficient.
  • the connecting frame 110 is then fixed on the second floating module 5, thus ensuring the relative position of the second floating module 5 relative to the first floating module 3.
  • the connecting frame 110 can be fixed on the first floating module 3 and the second floating module 5 simultaneously, or substantially simultaneously, once the approximation between the first floating module 3 and the second floating module 5 is carried out.
  • the sealing device 102 located at the first longitudinal end 26 of the first floating module 3, and interposed between the first extension 29 of the first floating module 3 and the second extension 31 of the second floating module 5, said sealing device 102 is compressed between the first extension 29 and the second extension 31.
  • the first cavity 19 and the second cavity 21 form a hollow 104 delimited transversely by the first extension and the second extension, the hollow being delimited longitudinally by the edge 11 of a wall of the first floating module 3 and the edge 11 of a wall of the second floating module 5.
  • the sealing device 102 also provides the sealing of a space 106 delimited transversely by the first extension 29 and the second extension 31, the space 106 being delimited longitudinally by the first partition 8 of the first floating module 3 and by the second partition 10 of the second floating module 5.
  • the hollow 104 corresponds to the sum of the first cavity 19 and the second cavity 21, while the space 106 corresponds to the volume delimited vertically by the extensions 14 and longitudinally by the partitions 8, 10 of the first floating module 3 and the second floating module 5.
  • the upper wall 52 of the first floating module 3 and the upper wall 52 of the second floating module 5 are both devoid of extension, thus forming the passage 56, thus allow access to the space 106, in particular for subsequent stages of the assembly of the first floating module 3 and the second floating module 5, such as a step of emptying the space 106, or even a step of mechanical connection between the metal frames of the first floating module 3 and the metal frames of the second module floating 5.
  • the sealing device 102 ensuring the sealing of the space 106, in particular at the side walls and the bottom wall of the first floating module 3 and of the second floating module 5, it is possible to perform a draining step said space 106.
  • the first floating module 3 and the second floating module 5 being assembled on a body of water, and therefore being each partially submerged, water is thus present inside the space 106 when the first floating module 3 and the second floating module are brought closer to one another.
  • the step of emptying the space 106 therefore makes it possible to remove the water present in space 106, in order to carry out or facilitate subsequent stages of assembly between the first floating module 3 and the second floating module 5.
  • Figures 7 and 8 illustrate a view, respectively in section and in perspective, of the first floating module 3 and the second floating module 5 visible in Figure 6.
  • Figure 7 illustrates the first floating module and the second floating module 5 in the third plane F, FIG. 7 thus being a top view. More particularly, FIGS. 7 and 8 illustrate a step of mechanical connection between the first floating module 3 and the second floating module 5. In order to facilitate understanding, the connection frame 110 is not shown.
  • Figure 7 illustrates a top view, that is to say in the foreground
  • the first floating module 3 and the second floating module 5 are connected to each other by a step of mechanical connection between the first metal frame and the second metal frame.
  • the mechanical connection between the first metal frame and the second metal frame is ensured by a coupler 34, thus ensuring that the first floating module 3 and the second floating module 5 remain in contact with one another.
  • the connection between the first metal frame and the second metal frame ensures the transmission of mechanical forces, in particular in traction, between the first floating module and the second floating module.
  • each first prestressing sheath is connected to a second prestressing sheath by a hollow sleeve 36, sealing the interior of each prestressing sheath 24 while allowing communication between the interior of the first prestressing sheath and the interior of the second prestressing sheath, thereby allowing the prestressing cable to pass through said first prestressing sheath and said second prestressing sheath.
  • the mechanical connection step also makes it possible to ensure that the bringing together of the first floating module 3 relative to the second floating module 5 is sufficient.
  • the first floating module 3 is brought closer to the second floating module 5, in particular due to the connection between the first metal frames and the second metal frames by the coupler 34, so that the first stops 33 of the first floating module 3 come pressing against the second stops 35 of the second floating module 5.
  • the first stops 33 and second stops 35 make it possible to identify when the approximation between the first floating module 3 and the second floating module 5 is sufficient, in particular in order to ensure sufficient compression of the sealing device 102 interposed between the first floating module 3 and the second floating module 5, in order to seal the space 106.
  • the mechanical connection step that is to say the connection of the first metal frame to the second metal frame by the coupler 34, as well as the connection between the first prestressing sheath and the second prestressing sheath by the sleeve 36, is facilitated if the emptying step has been carried out beforehand, in the case where the first floating module 3 and the second floating module 5 are assembled on a body of water.
  • the thickness of the hollow 104 corresponding to the first dimension 30 of the cavity of the first floating module 3 as well as to the first dimension 30 of the cavity of the second module floating 5, is equal to the second dimension 32 of the wall 2 of the first floating module 3.
  • the thickness of the hollow 104 is equal to a third dimension 32 'of the wall of the second floating module 5, the third dimension 32 'being measured between the external face 16 and the internal face 17 of the wall 2 of the second floating module 5.
  • this configuration makes it possible to ensure total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module, the floating structure thus having a continuity é of material, according to the entirety of the second dimension 32 and of the third dimension 32 ′ between the first floating module 3 and the second floating module 5 by the hollow 104, the hollow being intended to be filled with concrete, the thickness of the hollow 104 being equal to the second dimension 32 and to the third dimension 32 '.
  • the trough is aligned along the vertical axis Z with the wall 2 of the first floating module and the wall 2 of the second floating module.
  • the external face 16 of the wall of the first floating module 3 and the external face 16 of the wall 2 of the second floating module 5 are in the same plane, said plane also being the plane of extension of the internal face 20 of the first extension 29 of the first floating module 3 and of the internal face 20 of the second extension 31 of the second floating module 5.
  • the internal face 17 of the wall of the first floating module 3 and the internal face 17 of the wall 2 of the second floating module 5 are in the same plane.
  • FIGS. 9 and 10 illustrate a partial view, respectively in section and in perspective, of an exemplary embodiment of a floating structure 100 according to the second aspect of the invention.
  • FIG. 9 illustrates the floating structure 100 in the third plane F, FIG. 9 thus being a top view. More particularly, the floating structure 100 illustrated is formed at least of the first floating module 3 and of the second floating module 5 visible in FIGS. 7 and 8.
  • the coupler 34 and the sleeve 36 installed, as illustrated in FIGS. 7 and 8, thus making the mechanical connection between the first floating module 3 and the second floating module 5, a material, in particular a concrete, is poured in the hollow 104 so that the first floating module 3 and the second floating module 5 form a monolithic assembly. More particularly, the first longitudinal end 4 of the first floating module 3 is connected by the concrete poured into the hollow 104 to the second longitudinal end 6 of the second floating module 5.
  • the hollow 104 being formed by the first cavity 19 and the second cavity 21, extends along the first dimension 30.
  • the first dimension 30 being equal to the second dimension 32 corresponding to the thickness of the wall 2
  • this configuration allows the concrete present in the hollow 104 to take up forces mechanical, especially in compression, because it ensures total mechanical continuity between the first module floating and a second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module, in contrast to a known configuration in which the first dimension of the hollow does not represents only a portion of the thickness of the wall.
  • the prestressing sheath 24 opening into the recess 104 is thus covered by the concrete present in the recess.
  • the prestressing cable 25 inserted inside the prestressing sheath 24 extends in the longitudinal axis of the wall of the first floating module 3 and of the wall of the second floating module 5, inside said walls.
  • a floating structure 100 advantageously having an extension 14 defining a cavity 18 on each of its walls, has a high resistance to mechanical stresses in compression, provided by the concrete poured into each cavity 18, which makes it possible to ensure total mechanical continuity between the first floating module and a second floating module, and to obtain a modular floating structure which behaves like a monolithic structure having the same mechanical resistance as the current section of a floating module.
  • each wall 2 of the first floating module 3 being connected to a wall 2 of the second floating module 5 by a hollow 104 of concrete traversed by a metal frame 22 and / or a prestressing sheath 24 inside which there is a tensioned prestressing cable 25, the floating structure 100 has a high resistance to shear and bending movements which are exerted between the first floating module 3 and the second floating module 5, in particular due to the movements caused by waves at the level of the body of water on which the floating structure 100 rests.
  • Figures 1a and 1b illustrate a first mode of assembly and a second mode of assembly, respectively, between a first floating module 3 and a second floating module 5 intended to be assembled to form a floating structure 100.
  • Figures l 1a and 1b illustrate top views, according to the third plane F, of the first floating module 3, of the second floating module 5 and of the floating structure 100.
  • FIG. 1a illustrates a substantially rectilinear floating structure 100 formed by a first floating module 3 and a second floating module 5 similar to each other, and extending mainly in the same direction.
  • FIG. 1b illustrates a floating structure 100 comprising an angle 57.
  • the angle 57 formed is a right angle, that is to say the value of which is equal to 90 °, the angle being measured between the main extension axis of the first floating module 3 and the main extension axis of the second floating module 5 with which the first floating module 3 is assembled to form the floating structure 100.
  • the structure floating is formed by a first floating module 3 and a second floating module 5, the first floating module 3 comprising the angle 57, the second floating module 5 being substantially rectilinear.
  • the first floating module 3 thus comprises an extension 58 extending perpendicular to the main axis of extension of the first floating module 3.
  • the second floating module 5 is connected to the extension 58 of the first floating module 3, thus allowing the formation of the floating structure 100 comprising the angle 57.
  • This configuration thus makes it possible to obtain a wide variety of floating structure conformations, the angle not being limited to the value of 90 ° but being able to take any value, in particular between 90 ° and 180 °, an angle of 180 ° then forming a rectilinear floating module.
  • FIGS. 12a to 12e illustrate exemplary embodiments of a floating structure 100 according to the second aspect of the invention. More particularly, FIGS. 12a to 12e each illustrate a shape that a floating structure can take according to the second aspect of the invention, according to the third plane F.
  • FIGS. 12a to 12e are top views of the floating structure 100 illustrated in each of said figures, each floating structure 100 comprising in particular several floating modules 1 in accordance with the first aspect of the invention.
  • the floating structures illustrated in Figures l2a, l2b, l2c, l2d and l2e form, respectively, a square, a rectangle, a regular hexagon, a circle, and a floating structure taking substantially the shape of a "V". It is understood that the floating structure 100 can take any other form without departing from the scope of the invention.
  • the floating module comprises an extension emerging from the external face of a wall, the extension s' extending longitudinally projecting from a longitudinal end of the wall, the extension and the wall from which the extension originates being produced by continuity of material.
  • the present invention makes it possible to connect two floating modules in reinforced and prestressed concrete in water, so as to ensure total continuity of the concrete, the reinforcements and prestressing steels between the two floating modules connected together with the same mechanical resistance as the current section of a floating module. It can be used to obtain a floating monolithic structure of any form in concrete from a modular construction. The connection obtained is watertight and capable of withstanding, for the various phases of the life of the structure, static and dynamic forces, hydrodynamic forces, and the phenomena of fatigue which are applied to it in accordance with international regulations.
  • This invention can be used in the construction of bridges, oil platforms, ports, jetties, floating platforms for renewable energies, in the nuclear industry and in all other fields.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un module flottant (1) comprenant une pluralité de parois (2) s'étendant entre une première extrémité longitudinale (4) et une deuxième extrémité longitudinale (6), le module flottant (1) comprenant une première cloison (8) et une deuxième cloison (10) reliant chaque paroi (2) de la pluralité de parois en définissant un volume interne (12) du module flottant (1), caractérisé en ce que le module flottant (1) comprend au moins une extension (14) émergeant depuis une face externe (16) de la paroi (2), l'extension (14) s'étendant longitudinalement en saillie de la première extrémité longitudinale (4) ou de la deuxième extrémité longitudinale (6), l'extension (14) et la paroi (2) étant réalisées par continuité de matière. L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'un premier module flottant (3) et d'un deuxième module flottant (5).

Description

Module flottant d’une structure flottante et procédé d’assemblage de tels modules flottants
Le domaine de la présente invention est celui des structures flottantes, telles que des îles artificielles ou des pontons. L’invention concerne également un procédé d’assemblage de modules flottants formant une telle structure flottante.
Dans l’état de la technique, il est connu des structures flottantes dites monolithiques formées d’un unique élément structurel. Ces structures flottantes monolithiques présentent notamment l’inconvénient de posséder des dimensions limitées ne permettant pas de réaliser une structure flottante adaptée aux dimensions recherchées ou encore de nécessiter des infrastructures spécifiques lors de leur fabrication ou de leur transport depuis leur site de fabrication vers un site de destination, augmentant considérablement leur coût de fabrication.
Il est également connu de telles structures flottantes dites modulaires comprenant plusieurs modules flottants distincts, notamment fabriqués en béton, assemblés entre eux pour former la structure flottante modulaire. Il est connu d’assurer la cohésion entre les différents modules flottants en ménageant une cavité dans l’épaisseur d’une paroi de chaque module flottant au niveau d’une jonction entre un premier module flottant et un deuxième module flottant. Un creux formé par une première cavité d’un premier module flottant et d’un deuxième module flottant connus est ensuite rempli avec un matériau, tel qu’un béton, notamment liquide qui une fois solidifié assure la cohésion entre le premier module flottant et le deuxième module flottant de la structure flottante modulaire connue. Ces structures flottantes modulaires connues ne donnent pas entière satisfaction et présentent des inconvénients. En effet, la cavité étant ménagée dans l’épaisseur de la paroi, l’épaisseur de béton coulé dans le creux n’est égale qu’à une fraction de l’épaisseur de la paroi. Ainsi, lorsque le premier module flottant et le deuxième module flottant sont assemblés, seule ladite fraction de l’épaisseur de la paroi assure la résistance mécanique de l’assemblage entre le premier module flottant et le deuxième module flottant, provoquant ainsi une faiblesse structurelle, notamment sur les plans de la résistance statique, dynamique, hydrodynamique de fatigue et d’étanchéité, au niveau de l’assemblage entre le premier module flottant et le deuxième module flottant connus de la structure flottante modulaire connue. La présente invention a pour but de proposer une structure flottante permettant de répondre en totalité aux inconvénients énoncés précédemment et de conduire en outre à d’autres avantages. Ainsi, la présente invention a pour but de parvenir à réaliser une structure flottante modulaire comprenant deux modules flottants assemblés l’un avec l’autre et reliés par un matériau coulé dans un creux entre le premier module flottant et le deuxième module flottant, le creux ayant une épaisseur identique à l’épaisseur des parois des modules flottants de la structure flottante afin d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et le deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique avec la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant.
L’invention y parvient, selon un premier aspect, grâce à un module flottant comprenant une pluralité de parois s’étendant entre une première extrémité longitudinale et une deuxième extrémité longitudinale, le module flottant comprenant une première cloison et une deuxième cloison reliant chaque paroi de la pluralité de parois en définissant avec ces parois un volume interne du module flottant, caractérisé en ce que le module flottant comprend au moins une extension émergeant depuis une face externe de la paroi, l’extension s’étendant longitudinalement en saillie de la première extrémité longitudinale ou de la deuxième extrémité longitudinale, l’extension et la paroi dont est issue l’extension étant réalisées par continuité de matière.
Les parois s’étendent principalement dans un axe longitudinal. Lors de la mise en œuvre du module flottant dans une structure flottante, l’axe longitudinal est destiné à être horizontal. La première extrémité longitudinale et la deuxième extrémité longitudinale désignent les extrémités longitudinales d’une paroi, et non les extrémités longitudinales du module flottant.
La première cloison et la deuxième cloison s’étendent quant à elles dans un plan vertical et transversal perpendiculaire à l’axe longitudinal.
Les parois et les cloisons définissent le volume interne, celui-ci permettant d’assurer la flottaison du module flottant. En effet, le volume interne est intégralement clos ou quasi intégralement clos, le module flottant comprenant dans ce dernier cas une ouverture notamment d’ordre technique réalisée dans une paroi ou dans une cloison. Ainsi, lors de la mise en œuvre du module flottant sur une étendue d’eau, telle qu’une mer, un océan ou un port, le module flottant est configuré pour éviter ou diminuer la pénétration d’eau à l’intérieur du volume interne. Plus particulièrement, le volume interne du module flottant est destiné à être occupé par un matériau ayant une densité inférieure à 1 , c’est-à-dire une densité inférieure à la densité de l’eau. Ledit matériau peut être, par exemple de l’air ou une mousse telle qu’une mousse de polyuréthane, de polyéthylène ou de polystyrène, de sorte que le module flottant possède une densité générale inférieure à 1, assurant ainsi la flottaison du module flottant sur l’eau.
Chaque paroi comprend une face interne et une face externe située à l’opposé de la paroi par rapport à la face interne, la face interne de la paroi étant orientée en direction du volume interne. Ainsi, une épaisseur de la paroi est mesurée entre la face interne de la paroi et la face externe de la paroi.
Ainsi, l’extension émerge depuis la face externe de la paroi, l’extension s’étendant également longitudinalement en saillie d’une extrémité longitudinale de la paroi, l’extension et la paroi dont est issue l’extension étant réalisées par continuité de matière. Autrement dit, l’extension et la paroi dont est issue l’extension sont réalisées dans le même matériau, et ne présentent pas de séparation de matière.
Cette configuration selon l’invention permet de réaliser une structure flottante modulaire comprenant au moins un module flottant conforme au premier aspect de l’invention, ladite structure flottante présentant une continuité mécanique totale entre les modules flottants assemblés et se comportant comme une structure monolithique avec la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant, contrairement à une structure flottante modulaire connue. En effet, l’extension et la paroi dont est issue l’extension d’un premier module flottant conforme à l’invention délimitent une première cavité. L’extension émergeant depuis la face externe de la paroi et s’étendant longitudinalement en saillie de l’extrémité longitudinale de la paroi, la cavité comprend une dimension, dite première dimension, selon un axe vertical perpendiculaire à un plan longitudinal et transversal formé par la face interne de la paroi, la première dimension pouvant alors représenter au moins l’intégralité de l’épaisseur de la paroi mesurée entre la face externe et la face interne de la paroi, cette première dimension pouvant également être supérieure à l’épaisseur de la paroi mesurée perpendiculairement entre la face externe et la face interne de la paroi. Ainsi, lors de l’assemblage entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, la cavité permet de positionner le matériau reliant le premier module flottant et le deuxième module flottant, le matériau pouvant alors occuper l’intégralité de la première dimension de la cavité. Ainsi, cette configuration permet d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant, la cavité délimitée par la paroi et l’extension présentant une première dimension pouvant représenter au moins l’intégralité de l’épaisseur de la paroi.
D’autre part, la résistance mécanique de l’extension est assurée par la continuité de matière entre l’extension et la paroi dont est issue l’extension.
Le module flottant conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
- un bord d’une extrémité longitudinale de la paroi et l’extension délimitent au moins en partie une cavité. Le bord désigne la face située au bout de la paroi selon l’axe longitudinal. Ainsi, lorsque deux modules flottants sont mis en regard l’un de l’autre afin d’être assemblés, la cavité du premier module flottant, dite première cavité, est en regard de la cavité, dite deuxième cavité, du deuxième module flottant, la première cavité et la deuxième cavité formant ensemble un creux dans lequel peut être coulé le matériau, tel qu’un béton, permettant de relier structurellement le premier module flottant et le deuxième module flottant ;
- une épaisseur de la cavité est égale ou supérieure à une épaisseur de la paroi de laquelle émerge l’extension. Les épaisseurs mentionnées ici sont mesurées le long de droites parallèles. Dit autrement, une face interne de l’extension s’étend dans un plan situé au-delà d’un plan dans lequel s’inscrit une face externe de la paroi, vers un environnement extérieur du module flottant
- une face externe de la paroi et une face interne de l’extension sont dans un même plan. La face externe de la paroi est située à l’opposé de la paroi par rapport à la face interne de la paroi. La face interne de l’extension est orientée vers la cavité. Il est entendu que la face externe de la paroi et la face interne de l’extension sont dans un même plan si la différence de plan est inférieure ou égale à 5%, la différence de plan étant mesurée en prenant comme référence l’épaisseur de la paroi mesurée entre la face interne de la paroi et la face externe de la paroi. Dans ce mode de réalisation particulier, la face interne de l’extension et la face externe de la paroi sont coplanaires. La première dimension, mesurée entre la face interne de l’extension et un plan longitudinal et transversal formé par la face interne de la paroi, est égale à une deuxième dimension mesurée entre la face externe de la paroi et la face interne de la paroi. Autrement dit, la deuxième dimension correspond à l’épaisseur de la paroi. Ainsi, la configuration dans laquelle la première dimension de la cavité est égale ou sensiblement égale à l’épaisseur de la paroi permet d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant, notamment en comparaison de modules flottants connus dans lesquels la première dimension de la cavité ne représente qu’une fraction de la deuxième dimension de la paroi. En effet, selon l’invention, l’extension, s’étendant depuis la face externe de la paroi, permet de configurer la cavité de sorte que la première dimension de la cavité soit égale à l’épaisseur de la paroi, la cavité étant destinée à être remplie d’un matériau de liaison, tel qu’un béton, afin de relier un premier module flottant et un deuxième module flottant d’une structure flottant, permettant ainsi à la structure flottante d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant pour résister aux efforts mécaniques auxquels elle est soumise, notamment des efforts de compression permettant de maintenir le premier module flottant et le deuxième module flottant assemblés, ou encore les efforts mécaniques exercés par les mouvements de l’étendue d’eau sur ou dans laquelle la structure flottante repose ;
- une extension est située sur chacune des parois latérales du module flottant et sur une paroi inférieure du module flottant. Les parois latérales désignent les parois s’étendant principalement dans un plan longitudinal et vertical lorsque le module flottant est mis en œuvre sur une étendue d’eau. La paroi inférieure désigne la paroi du module flottant s’étendant principalement dans un plan longitudinal et transversal lorsque le module flottant est mis en œuvre sur une étendue d’eau, la paroi inférieure étant située au niveau d’une partie inférieure du module flottant, destiné notamment à être immergée lorsque le module flottant est mis en œuvre sur une étendue d’eau, par rapport à une partie supérieure du module flottant destiné à être émergée lorsque le module flottant est mis en œuvre sur l’étendue d’eau. De manière avantageuse, la paroi inférieure relie les parois latérales du module flottant entre elles, sous une ligne d’eau, une paroi supérieure située sur la partie supérieure du module flottant relie les parois latérales du module flottant entre elles, les parois latérales étant ainsi partiellement immergées et partiellement émergées. Cette configuration permet de rendre étanche le volume situé entre un premier module flottant et un deuxième module flottant destinés à être assemblés, notamment sur une étendue d’eau, tout en permettant l’accès, notamment à un opérateur devant assurer différentes étapes nécessaires à l’assemblage entre le premier module flottant et le deuxième module flottant, au volume situé entre le premier module flottant et le deuxième module flottant, notamment au niveau de la partie supérieure du module flottant, la paroi supérieure étant notamment dépourvue d’extension, formant ainsi un passage permettant l’accès à un opérateur ;
- l’extension s’étend sur toute la largeur de la paroi selon un axe transversal perpendiculaire à l’axe longitudinal ;
- de manière avantageuse, l’extension située sur une première paroi est réalisée par continuité de matière avec une extension située sur une deuxième paroi directement adjacente à la première paroi. Cette configuration permet d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant et l’étanchéité d’une jonction entre l’extension située sur la première paroi et l’extension située sur la deuxième paroi ;
- la paroi comprend une première extension située au niveau de la première extrémité longitudinale et une deuxième extension située au niveau de la deuxième extrémité longitudinale. La paroi désigne notamment une unique paroi du module flottant, ou encore chaque paroi du module flottant, ou encore l’ensemble des parois latérales et/ou des parois inférieures du module flottant. Cette configuration permet un assemblage simple entre le premier module flottant et le deuxième module flottant conformes au premier aspect de l’invention, le premier module flottant et le deuxième module flottant étant alors connectés entre eux au niveau de leurs extensions respectives. Plus particulièrement et de manière avantageuse, une première extension située sur le premier module flottant est destinée à être connectée à une deuxième extension située sur le deuxième module flottant ;
- la pluralité de parois, la première cloison, la deuxième cloison et l’extension sont réalisées par continuité de matière, ladite matière étant un béton. Autrement dit, l’ossature générale du module flottant est en béton. Cette configuration permet d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant pour résister aux efforts mécaniques, notamment en compression. De plus, cette configuration permet une fabrication simple du module flottant, celui-ci pouvant être formé à l’aide d’un coffrage dans lequel le béton, à l’état liquide, est coulé. De manière avantageuse, le béton est armé, c’est-à-dire qu’il est traversé par au moins une armature métallique, favorisant la résistance du module flottant aux efforts mécaniques, notamment en traction. De manière avantageuse, le béton est précontraint, c’est- à-dire qu’un câble de précontrainte s’étend au travers du béton, un effort de traction étant appliqué au câble de précontrainte permettant l’application d’un effort de compression correspondant au module flottant, le béton formant le module flottant se voyant ainsi appliqué l’effort de compression, auquel le béton est fortement résistant en comparaison d’un effort de traction, auquel le béton n’est que faiblement résistant ;
- une armature métallique s’étend à l’intérieur de la paroi et débouche dans la cavité. Ainsi, l’armature métallique s’étend selon l’axe longitudinal. Autrement dit, l’armature métallique est située dans l’épaisseur de la paroi, c’est-à-dire entre la face interne et la face externe de la paroi. On entend que l’armature métallique débouche dans la cavité lorsqu’elle affleure la cavité, c’est-à-dire lorsque l’armature métallique s’étend longitudinalement jusqu’au bord de l’extrémité longitudinale de la paroi, ou encore lorsque l’armature métallique s’étend à l’intérieur de la cavité. L’armature métallique favorise la résistance du module flottant aux efforts mécaniques, notamment en traction. D’autre part, l’armature métallique d’un premier module flottant est destinée à être couplée avec une armature métallique d’un deuxième module flottant afin d’assurer une continuité mécanique totale des armatures entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique des armatures que la section courante d’un module flottant pour résister aux efforts mécaniques, notamment en traction, de la structure flottante formée par le premier module flottant et le deuxième module flottant. Avantageusement, le couplage de l’armature métallique du premier module flottant et de l’armature métallique du deuxième module flottant permet d’assurer la position relative du premier module flottant par rapport au deuxième module flottant lors de l’assemblage du premier module flottant et du deuxième module flottant. De manière avantageuse, en combinaison avec la caractéristique précédente, l’ossature du module flottant est un béton, assurant une continuité mécanique totale du béton entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et permettant d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique du béton que la section courante d’un module flottant pour résister aux efforts mécaniques en compression, tandis que l’armature métallique assure la résistance aux efforts mécaniques en traction ;
- le module flottant comprend une gaine de précontrainte s’étendant à l’intérieur d’une paroi et débouchant dans la cavité. Ainsi, la gaine de précontrainte s’étend selon l’axe longitudinal. Autrement dit, la gaine de précontrainte est située dans l’épaisseur de la paroi, c’est-à-dire entre la face interne et la face externe de la paroi. On entend que la gaine de précontrainte débouche dans la cavité lorsqu’elle affleure la cavité, c’est-à-dire lorsque la gaine de précontrainte s’étend longitudinalement jusqu’au bord de l’extrémité longitudinale de la paroi, ou encore lorsque la gaine de précontrainte s’étend à l’intérieur de la cavité. La gaine de précontrainte est destinée à recevoir un câble de précontrainte formé par une multitude de brins, le câble de précontrainte étant logé à l’intérieur de la gaine de précontrainte. Plus particulièrement, la gaine de précontrainte est destinée à recevoir un câble de précontrainte métallique formé par une multitude de brins métalliques, les brins métalliques étant de préférence torsadés. Ainsi, lorsqu’une pluralité de modules flottants alignés sur un même axe d’alignement sont assemblés les uns avec les autres, le câble de précontrainte est inséré dans la gaine de précontrainte de chaque module flottant, chaque gaine de précontrainte d’un premier module flottant étant agencée pour être alignée avec une gaine de précontrainte d’un deuxième module flottant adjacent. Ainsi, le câble de précontrainte s’étend à travers la cavité du premier module flottant et la cavité du deuxième module flottant lorsque le premier module flottant et le deuxième module flottant sont assemblés. Le câble de précontrainte est alors mis sous tension afin d’exercer une force de compression sur l’ensemble des modules flottants alignés sur l’axe d’alignement, la mise sous tension permettant à chaque module flottant, réalisé en béton, de subir un effort de compression, auquel le béton présente une résistance élevée, le module flottant n’étant alors soumis potentiellement qu’à un faible effort en traction auquel le béton présente une résistance faible. La configuration dans laquelle le câble de précontrainte s’étend à travers la cavité du premier module flottant et la cavité du deuxième module flottant permet d’assurer que l’effort de compression exercé par le câble de précontrainte est exercé dans le plan de la cavité du premier module flottant et de la cavité du deuxième module flottant. Autrement dit, l’effort de compression exercé par le câble de précontrainte n’est pas excentré par rapport à la surface sur laquelle l’effort de compression est exercé. Cette configuration permet également, notamment dans un mode de réalisation particulier dans lequel une structure flottante comprend au moins trois modules flottants assemblés selon un même axe, de relier l’intégralité desdits modules flottants entre eux par le câble de précontrainte, l’effort de compression étant alors exercé par le câble de précontrainte sur l’intégralité desdits modules flottants, assurant une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et permettant d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant.
- de préférence, le câble de précontrainte comprend un diamètre plus important que le diamètre d’une armature métallique ;
- de manière avantageuse, le module flottant comprend une dimension longitudinale comprise entre cinq mètres et cent mètres, ou n’importe quelle longueur. L’invention peut être utilisée pour assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et permettre d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant. La dimension longitudinale du module flottant est mesurée entre une première terminaison longitudinale et une deuxième terminaison longitudinale du module flottant, la première terminaison longitudinale étant située au niveau d’un premier bout de la première extension s’étendant longitudinalement en saillie de la paroi, la deuxième terminaison longitudinale étant située à l’opposé du module flottant par rapport à la première terminaison selon l’axe longitudinal. La deuxième terminaison peut notamment être formée par un deuxième bout d’une deuxième extension située à l’opposé de la paroi par rapport à la première extension selon l’axe longitudinal. Autrement dit, le module flottant s’étend longitudinalement entre la première terminaison longitudinale et la deuxième terminaison longitudinale. Cette configuration permet la fabrication d’un module flottant de grande taille tout en étant constructible et transportable de manière simple par des moyens existants ;
- la pluralité de parois du module flottant comprend entre trois et six parois, notamment quatre parois ;
- de préférence, le module flottant peut prendre la forme d’un pavé droit. Alternativement, le module flottant peut prendre une forme en « L », permettant ainsi de créer un angle au niveau des parois du module flottant. De préférence, ledit angle est proche de 90° plus ou moins 10°, permettant ainsi de créer une structure flottante possédant une forme globale rectangulaire, ledit module flottant formant alors un coin de la structure flottante. De manière alternative, le module flottant peut prendre toute autre forme ;
- le module flottant exposé ci-dessous peur comprendre un dispositif d’étanchéité solidaire de l’extension. Notamment, ce dispositif d’étanchéité peut être disposé sur un bout qui délimite l’extension, ce bout formant une terminaison longitudinale du module flottant.
Selon un deuxième aspect, l’invention a également pour objet une structure flottante comprenant au moins un module flottant conforme au premier aspect de l’invention.
Cette configuration selon le deuxième aspect de l’invention permet notamment de former une structure flottante, telle qu’un pont, une plateforme pétrolière, un port, une jetée, une plateforme flottante pour énergie renouvelable, une structure nucléaire, une île artificielle, ou tout autre type de structure flottante. Plus particulièrement, cette configuration permet la construction d’une structure flottante dite modulaire, c’est-à-dire formée de plusieurs modules flottants distincts et assemblés entre eux. En effet, la construction d’une structure flottante modulaire de grande taille est simplifiée en comparaison de la construction d’une structure flottante monolithique formée d’un unique élément structurel de grande taille. En effet, la construction d’une structure flottante monolithique requiert par exemple des infrastructures spécifiques ou encore des moyens de transports adaptés afin de transporter la structure flottante monolithique depuis son lieu de fabrication jusqu’à son lieu de destination, tandis que dans le cas d’une structure flottante modulaire, les modules flottants formant ladite structure flottante modulaire sont individuellement d’une taille inférieure à la taille de la structure flottante modulaire. De plus, les modules flottants peuvent également être assemblés, afin de former la structure flottante modulaire, directement sur le lieu de destination de la structure flottante modulaire, supprimant les contraintes de transport de la structure flottante. D’autre part, l’invention permet d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant, contrairement à une structure flottante modulaire connue du fait de l’utilisation d’un module flottant conforme au premier aspect de l’invention.
La structure flottante conforme au deuxième aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
- de manière avantageuse, la structure flottante comprend une pluralité de modules flottants, l’intégralité des modules flottants de la pluralité de modules flottants étant conforme au premier aspect de l’invention. De manière alternative, seulement une fraction des modules flottants de la pluralité de modules flottants est conforme au premier aspect de l’invention ;
- un dispositif d’étanchéité est situé entre un premier module flottant et un deuxième module flottant, le dispositif d’étanchéité étant intercalé entre une extension du premier module flottant et une extension du deuxième module flottant. Il peut s’agir du dispositif d’étanchéité détaillé ci-dessus en rapport avec le module flottant. De manière avantageuse, le dispositif d’étanchéité est intercalé entre une paroi latérale et/ou une paroi inférieure du premier module flottant et une paroi latérale et/ou une paroi inférieure du deuxième module flottant. Le dispositif d’étanchéité permet d’assurer l’étanchéité de la liaison entre le premier module flottant et le deuxième module flottant. Ainsi, lorsque le premier module flottant et le deuxième module flottant sont assemblés l’un avec l’autre, le dispositif d’étanchéité, présentant une certaine élasticité, est écrasé, assurant l’étanchéité de l’interface entre le premier module flottant et le deuxième module flottant. De manière avantageuse, le dispositif d’étanchéité est solidaire de l’une ou l’autre extension du premier module flottant ou du deuxième module flottant. De préférence, le dispositif d’étanchéité est un joint, notamment un joint en caoutchouc ou en matière plastique ;
- un creux délimité par une cavité du premier module flottant et par une cavité du deuxième module flottant est rempli de béton. Cette configuration permet l’assemblage et la cohésion entre le premier module flottant et le deuxième module flottant de la structure flottante. Plus particulièrement et de manière avantageuse, cette configuration permet un assemblage monolithique, le premier module flottant et le deuxième module flottant étant reliés l’un à l’autre par une coulée de béton dans le creux, permettant de réaliser une continuité de matière entre le premier module flottant et le deuxième module flottant, le premier module flottant et le deuxième module flottant étant réalisés avantageusement en béton. Autrement dit, le matériau présent dans le creux est identique au matériau formant le premier module flottant et le deuxième module flottant. Ainsi, cette configuration permet d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant pour résister aux efforts mécaniques, notamment en compression, de la structure flottante, le béton coulé dans le creux assurant la transmission des efforts mécaniques entre une paroi du premier module flottant et une paroi du deuxième module flottant, assurant ainsi la reprise d’efforts, notamment en compression, entre le premier module flottant et le deuxième module flottant ;
- une continuité entre une armature métallique du premier module flottant et une armature métallique du deuxième module flottant entre elles, et/ou une continuité entre une gaine de précontrainte du premier module flottant et une gaine de précontrainte du deuxième module flottant est réalisée dans le creux. La continuité entre l’armature métallique du premier module flottant et l’armature métallique du deuxième module flottant est notamment réalisée par un coupleur, permettant ainsi la reprise des efforts mécaniques, notamment en traction, entre le premier module flottant et le deuxième module flottant. La continuité entre la gaine de précontrainte du premier module flottant et la gaine de précontrainte du deuxième module flottant est notamment réalisée par un manchon creux, permettant ainsi le passage du câble de précontrainte entre le premier module flottant et le deuxième module flottant, permettant ainsi la transmission de l’effort de compression, exercé par l’effort de traction appliqué au câble de précontrainte, entre le premier module flottant et le deuxième module flottant. Ainsi, cette configuration permet d’assurer une continuité de matière, notamment de béton armé et/ou précontraint entre le premier module flottant et le deuxième module flottant pour former une structure flottante monolithique avec la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant. Ainsi, la structure flottante se comporte comme une structure monolithique non modulaire capable de résister, pour les différentes phases de vie de la structure flottante, aux efforts statique et dynamique, aux efforts hydrodynamiques et aux phénomènes de fatigue qui lui sont appliqués, conformément aux règlements internationaux ;
- une épaisseur de la paroi du premier module flottant est égale à une épaisseur de la paroi du deuxième module flottant, l’épaisseur de la paroi du premier module flottant et l’épaisseur de la paroi du deuxième module flottant étant égales ou inférieures à une épaisseur du creux. L’épaisseur de chaque paroi est définie entre la face externe et la face interne de ladite paroi. L’épaisseur du creux correspond à la première dimension de la première cavité, ainsi qu’à la première dimension de la deuxième cavité. Il est entendu que deux épaisseurs sont égales entre elles si la différence d’épaisseur est inférieure ou égale à 5%, en prenant comme référence l’épaisseur du creux. De manière avantageuse, la face externe de la paroi du premier module flottant et la face externe de la paroi du deuxième module flottant sont dans un même plan. Dans un mode de réalisation, la face interne de l’extension issue du premier module flottant et la face interne de l’extension issue du deuxième module flottant sont dans un même plan, ledit plan étant avantageusement, le plan formé par la face externe de la paroi du premier module flottant et par la paroi du deuxième module flottant. De manière analogue, la face interne de la paroi du premier module flottant et la face interne de la paroi du deuxième module flottant sont dans un même plan. Ainsi, cette configuration permet d’obtenir une continuité complète de l’épaisseur de la paroi du premier module flottant et de la paroi du deuxième module flottant au niveau du creux, le creux étant destiné à être rempli, notamment par du béton. Ainsi, cette configuration assure une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et permet d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant, l’épaisseur du creux représentant l’intégralité de l’épaisseur de la paroi du premier module flottant ainsi que l’intégralité de l’épaisseur du deuxième module flottant ;
- la structure flottante peut être notamment un pont, une plateforme pétrolière, un port, une jetée, une plateforme flottante pour énergie renouvelable, une structure nucléaire, une île artificielle, ou tout autre type de structure flottante.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne également un procédé d’assemblage d’une structure flottante conforme au deuxième aspect de l’invention, le procédé d’assemblage comprenant une étape d’alignement du premier module flottant par rapport au deuxième module flottant, une étape de couplage amovible du premier module flottant au deuxième module flottant, une étape de couplage des armatures, des gaine de précontraintes et des câbles de précontrainte, et une étape de coulage de béton dans le creux.
L’étape d’alignement du premier module flottant par rapport au deuxième module flottant permet la mise en regard de la première cavité et de la deuxième cavité. Ainsi, une terminaison longitudinale du premier module flottant est mise en regard d’une terminaison longitudinale du deuxième module flottant. Autrement dit, l’étape d’alignement du premier module flottant par rapport au deuxième module flottant permet de positionner le premier module flottant et le deuxième module flottant dans un même axe longitudinal. Le premier module flottant et le deuxième module flottant sont alors rapprochés l’un de l’autre pour permettre l’étape de couplage amovible.
L’étape de couplage amovible fait intervenir un bâti de liaison afin de sécuriser la position du premier module flottant et du deuxième module flottant au cours du procédé d’assemblage, notamment lorsque le procédé d’assemblage est effectué directement sur une étendue d’eau, pouvant provoquer des mouvements du premier module flottant par rapport au deuxième module flottant. Le bâti de liaison est situé en périphérie des modules flottants, le bâti de liaison étant relié, de manière amovible, à la fois au premier module flottant et au deuxième module flottant. Ainsi, lorsque le procédé d’assemblage conforme au troisième aspect de l’invention est terminé, le bâti de liaison peut être retiré. Dans un mode de réalisation, le bâti de liaison est solidarisé sur le premier module flottant préalablement au rapprochement entre le premier module flottant et le deuxième module flottant. De manière alternative, le bâti de liaison est solidarisé sur le premier module flottant puis sur le deuxième module flottant une fois que le rapprochement entre le premier module flottant et le deuxième module flottant est effectué. D’autre part, l’étape de couplage amovible permet également au dispositif d’étanchéité d’assurer l’étanchéité de l’interface entre le premier module flottant et le deuxième module flottant.
Lors de l’étape de coulage, du béton est coulé à l’état liquide dans le creux formé par la première cavité et la deuxième cavité, le béton assurant, après solidification, ainsi la résistance mécanique aux efforts en compression ainsi que la cohésion entre le premier module flottant et le deuxième module flottant, le premier module flottant et le deuxième module flottant formant ensemble un assemblage monolithique.
Le procédé d’assemblage conforme au troisième aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
- le procédé d’assemblage comprend une étape de vidange d’un espace délimité par les cloisons et les extensions du premier module flottant et du deuxième module flottant. L’espace est situé entre le premier module flottant et le deuxième module flottant. Cette configuration permet notamment de mettre en œuvre le procédé d’assemblage sur une étendue d’eau, l’eau pouvant alors pénétrer dans l’espace avant l’étape de couplage, lorsque le dispositif d’étanchéité n’assure pas encore l’étanchéité de l’interface entre le premier module flottant et le deuxième module flottant. Ainsi, l’étape de vidange permet d’évacuer l’eau présente dans l’espace, et notamment dans le creux situé entre le premier module flottant et le deuxième module flottant. De manière avantageuse, l’étape de vidange est réalisée directement à la suite de l’étape de couplage amovible, c’est-à-dire dès que le dispositif d’étanchéité assure l’étanchéité de l’espace entre le premier module flottant et le deuxième module flottant ; - le procédé d’assemblage comprend une étape de liaison mécanique entre l’armature métallique du premier module flottant et l’armature métallique du deuxième module flottant, l’étape de liaison mécanique se déroulant préalablement à l’étape de coulage de béton. En effet, l’armature métallique étant située dans l’épaisseur de la paroi et débouchant dans la cavité, il est nécessaire de procéder à l’étape de liaison mécanique préalablement au remplissage de la cavité par le béton. De manière avantageuse, l’étape de liaison mécanique se déroule à la suite de l’étape de couplage amovible ou à la suite de l’étape de vidange si celle-ci est présente, permettant ainsi de faciliter l’étape de liaison mécanique ;
- le procédé d’assemblage comprend une étape de liaison mécanique entre la gaine de précontrainte du premier module flottant et la gaine de précontrainte du deuxième module flottant, l’étape de liaison mécanique se déroulant préalablement à l’étape de coulage de béton. En effet, la gaine de précontrainte étant située dans l’épaisseur de la paroi et débouchant dans la cavité, il est nécessaire de procéder à l’étape de liaison mécanique préalablement au remplissage de la cavité par le béton. De manière avantageuse, l’étape de liaison mécanique se déroule à la suite de l’étape de couplage amovible ou à la suite de l’étape de vidange si celle-ci est présente, permettant ainsi de faciliter l’étape de liaison mécanique ;
- le procédé d’assemblage comprend, postérieurement à l’étape de coulage du béton, une étape d’installation d’au moins un câble de précontrainte passant dans la gaine de précontrainte du premier module flottant et dans la gaine de précontrainte du deuxième module flottant, un effort de traction étant alors appliqué au câble de précontrainte. Dans un mode de réalisation dans lequel au moins deux, de préférence au moins trois, modules flottants sont alignés sur un même axe afin d’être assemblés, formant ainsi une multitude de modules flottants, le câble de précontrainte passe dans la gaine de précontrainte de chacun des modules flottants de la multitude de modules flottants, l’effort de traction étant alors appliqué au câble de précontrainte. L’effort de traction appliqué au câble de précontrainte permet d’appliquer un effort de compression correspondant aux modules flottants à travers lequel passe le câble de précontrainte, assurant ainsi le maintien des modules flottants de la multitude de modules flottants les uns contre les autres. D’autre part, l’effort de compression exercé par le câble de précontrainte permet d’assurer que le béton compris dans les parois et/ou dans le creux subit un effort mécanique de compression auquel le béton présente une résistance élevée, et non un effort mécanique de traction auquel le béton présente une résistance faible.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle, en coupe, d’un exemple de réalisation d’un module flottant conforme au premier aspect de l’invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective du module flottant illustré à la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en détail, en coupe, au niveau d’une première terminaison longitudinale du module flottant illustré aux figures 1 et 2 ;
- les figures 4 et 5 illustrent des vues partielles, respectivement en coupe et en perspective, d’un exemple de réalisation d’un premier module flottant et d’un deuxième module flottant destinés à être assemblés pour former une structure flottante conforme au deuxième aspect de l’invention ;
- la figure 6 est une vue partielle d’un exemple de réalisation d’un premier module flottant et d’un deuxième module flottant en cours d’assemblage ;
- les figures 7 et 8 illustrent des vues partielles, respectivement en coupe et en perspective, du premier module flottant et du deuxième module flottant visibles à la figure 6 ;
- les figures 9 et 10 illustrent des vues partielles, respectivement en coupe et en perspective, d’un exemple de réalisation d’une structure flottante conforme au deuxième aspect de l’invention ;
- les figures 1 la et 1 lb illustrent un premier mode d’assemblage et un deuxième mode d’assemblage, respectivement, entre un premier module flottant et un deuxième module flottant destinés à former une structure flottante ;
- les figures l2a à l2e illustrent des exemples de réalisation d’une structure flottante conforme au deuxième aspect de l’invention. Les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.
La figure 1 illustre une vue partielle, en coupe, d’un exemple de réalisation d’un module flottant 1 conforme au premier aspect de l’invention. Ainsi, le module flottant 1 s’étend principalement selon un axe longitudinal X entre une première terminaison 26 et une deuxième terminaison 28. Le module flottant s’étend également selon un axe vertical Z perpendiculaire à l’axe longitudinal X, l’axe longitudinal X et l’axe vertical Z formant un plan D illustré à la figure 1. Ainsi, la figure 1 illustre une vue en coupe de côté du module flottant 1. Le module flottant 1 s’étend enfin selon l’axe transversal Y perpendiculaire au plan D.
Le module flottant 1 comprend une pluralité de parois, chaque paroi 2 s’étendant selon l’axe longitudinal X entre une première extrémité longitudinale 4 et une deuxième extrémité longitudinale 6. Les parois 2 sont reliées entre elles par une première cloison 8 et une deuxième cloison 10 situées respectivement à proximité de la première extrémité longitudinale 4 et de la deuxième extrémité longitudinale 6. Ainsi, la pluralité de parois, la première cloison 8 et la deuxième cloison 10 définissent un volume interne 12, essentiellement clos, destiné à être rempli par un matériau ayant une densité inférieure à la densité de l’eau afin d’assurer la flottaison du module flottant 1. Ainsi, une première portion 41 du module flottant 1 est immergée, c’est-à- dire située sous une ligne d’eau 43, une deuxième portion 42 située à l’opposé du module flottant par rapport à la première portion 41 selon l’axe vertical Z étant quant à elle émergée, c’est-à-dire située au-dessus de la ligne d’eau, dans l’air.
Dans le mode de réalisation illustré, le volume interne 12 est traversé par une paroi intermédiaire 2’ s’étendant principalement dans l’axe longitudinal entre la première cloison 8 et la deuxième cloison 10, le volume interne 12 formant ainsi une première chambre 13 et une deuxième chambre 15. La paroi intermédiaire 2’ permet de renforcer la structure du module flottant 1.
Ainsi, chaque paroi 2 comprend une face interne 17 et une face externe 16 située à l’opposé de la paroi 2 par rapport à la face interne, ladite face interne 17 étant orientée vers le volume interne 12.
Une pluralité d’armatures métalliques 22 s’étendent longitudinalement à travers le module flottant, chaque armature métallique 22 étant destinée à être connectée à une armature métallique 22 d’un deuxième module flottant. Ainsi, les armatures métalliques 22 permettent de relier ensemble plusieurs modules flottants entre eux. D’autre part, les armatures métalliques 22 permettent d’assurer la résistance du module flottant 1 et de la structure flottante aux efforts mécaniques, et plus particulièrement aux efforts mécaniques de traction, notamment dans le cas dans lequel les parois 2, la première cloison 8 et la deuxième cloison 10 du module flottant sont réalisées dans un matériau, tel qu’un béton, fortement résistant aux efforts mécaniques en compression mais faiblement résistant aux efforts mécaniques en traction. On remarque que dans l’exemple de réalisation illustré, une armature métallique 22 s’étend à l’intérieur de la paroi intermédiaire 2’.
De manière analogue, le module flottant 1 comprend une pluralité de gaine de précontraintes 24 s’étendant longitudinalement à travers le module flottant 1, chaque gaine de précontrainte 24 étant destinée à être connectée à une gaine de précontrainte 24 d’un deuxième module flottant. Chaque gaine de précontrainte 24 est configurée pour recevoir, une fois que l’ensemble des modules flottants alignés sur un même axe sont assemblés, un câble de précontrainte passant au travers de la gaine de précontrainte 24. Une fois que le câble de précontrainte passe à travers la gaine de précontrainte de chacun des modules flottants alignés sur un même axe, un effort de traction est appliqué au câble de précontrainte, permettant d’exercer un effort de compression correspondant auxdits modules flottants. Dans l’exemple de réalisation illustré, une gaine de précontrainte 24 s’étend à l’intérieur de chaque paroi 2, ladite gaine de précontrainte étant disposée au travers de la matière constitutive de la paroi, entre la face interne 17 et la face externe 16. Il est à noter qu’une armature métallique 22 et/ou une gaine de précontrainte 24 peut être située à tout endroit du module flottant, notamment à l’intérieur d’une paroi 2, l’armature métallique 22 et/ou la gaine de précontrainte 24 s’étendant principalement longitudinalement.
Une extension 14 émerge depuis la face externe 16 de la première extrémité longitudinale 4. Une autre extension 14 émerge également depuis la deuxième extrémité longitudinale 6 de chaque paroi 2. Autrement dit, chaque paroi 2 comprend une première extension 29 au niveau de sa première extrémité longitudinale 4 et une deuxième extension 31 au niveau de sa deuxième extrémité longitudinale 6. Ainsi, l’extension 14 et la paroi 2 sont réalisées par continuité de matière.
Chaque extension 14 s’étend longitudinalement en saillie de l’extrémité longitudinale 4, 6 de la paroi 2 depuis laquelle s’étend ladite extension 14, c’est-à-dire que l’extension 14 s’étend longitudinalement au-delà d’un bord 11 de la paroi formée par la première extrémité longitudinale 4 ou la deuxième extrémité longitudinale 6 de ladite paroi, l’extension 14 et le bord 11 de la paroi délimitant ainsi une cavité 18. La cavité 18 est destinée à être remplie d’un matériau, tel qu’un béton, permettant d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant.
Le module flottant 1 comprend deux premières butées 33 s’étendant chacune longitudinalement depuis la première cloison 8 en direction opposée au volume interne 12. De manière analogue, le module flottant 1 comprend deux deuxièmes butées 35 s’étendant chacune longitudinalement depuis la deuxième cloison 10 en direction opposée au volume interne 12. Ainsi, les premières butées 33 et les deuxièmes butées 35 sont destinées à venir en contact avec des butées présentent sur un deuxième module flottant destiné à être connecté avec le module flottant 1, les premières butées 33 et les deuxièmes butées 35 permettant ainsi de définir, lors du rapprochement du module flottant 1 avec le deuxième module flottant pour former une structure flottante, le moment auquel le module flottant 1 et le deuxième module flottant sont suffisamment proches l’un de l’autre. La figure 2 illustre une vue en perspective du module flottant illustré à la figure 1. On voit ainsi que le module flottant 1 s’étend également dans un plan E, dit deuxième plan E, comprenant l’axe transversal Y et l’axe vertical Z, le deuxième plan E étant ainsi perpendiculaire au plan D longitudinal et vertical, dit premier plan D.
Le module flottant 1 comprend une partie supérieure 50 destinée à être orientée verticalement vers le haut lorsque le module flottant 1 est mis en œuvre sur une étendue d’eau. Le module flottant comporte ainsi également une partie inférieure 51 située à l’opposé du module flottant 1 par rapport à la partie supérieure 50 selon l’axe vertical Z, la partie inférieure étant destinée à être immergée lorsque le module flottant 1 est mis en œuvre sur une étendue d’eau.
La partie supérieure 50 comprend une paroi supérieure 52 s’étendant principalement dans un troisième plan F comprenant l’axe transversal Y et l’axe longitudinal X. De manière analogue, la partie inférieure 51 comprend une paroi inférieure 53 s’étendant principalement dans le troisième plan F.
Le module flottant 1 comprend une première paroi latérale 54 et une deuxième paroi latérale 55 s’étendant principalement dans le premier plan D. La première paroi latérale 54, la deuxième paroi latérale 55, la paroi supérieure 52 et la paroi inférieure 53 sont agencées de sorte que la première paroi latérale 54 et la deuxième paroi latérale 55 sont reliées entre elles par la paroi supérieure 52 et la paroi inférieure 53, la paroi supérieure 52 et la paroi inférieure 53 étant reliées entre elles par la première paroi latérale 54 et la deuxième paroi latérale 55. La paroi supérieure 52, la paroi inférieure 53, la première paroi latérale 54 et la deuxième paroi latérale 55 peuvent notamment chacune former une paroi 2 au sens de l’invention.
On remarque que dans l’exemple de réalisation illustré, la paroi inférieure 53, la première paroi latérale 54 et la deuxième paroi latérale 55 comprennent chacune une extension 14. A contrario, la paroi supérieure 52 est dépourvue d’extension, la paroi supérieure 52 formant ainsi un passage 56, permettant notamment de faciliter l’accès d’un opérateur à un espace situé entre le module flottant et un deuxième module flottant destinés à être assemblés pour former une structure flottante. La figure 3 est une vue en détail, en coupe, au niveau de la première terminaison longitudinale 26 du module flottant 1 illustré aux figures 1 et 2.
Ainsi, on peut voir que l’extension 14 et le bord 11 de la paroi sont agencés de sorte que la face externe 16 de la paroi et une face interne 20 de l’extension 14, ladite face interne 20 de l’extension étant orientée vers la cavité 18, sont dans un même plan P. Plus particulièrement, la cavité 18 s’étend selon une première dimension 30 mesurée entre la face interne 20 de l’extension et un plan P formé par la face interne 17 de la paroi 2 depuis laquelle émerge l’extension 14. De manière analogue, la paroi 2 s’étend selon une deuxième dimension 32 mesurée entre sa face externe 17 et sa face interne 16, la deuxième dimension 32 correspondant ainsi à l’épaisseur de la paroi 2, la première dimension 30 étant égale à la deuxième dimension 32. Il convient de noter qu’on considère que la face interne de l’extension et la face externe de la paroi sont dans le même plan P tant que la différence entre la première dimension 30 et la deuxième dimension 32 n’excède pas 5% de la deuxième dimension 32.
Selon une alternative, il est envisagé par l’invention que la première dimension 30 soit supérieure à la deuxième dimension 32. Dans un tel cas, l’extension déborde plus périphériquement et l’épaisseur minimum nécessaire pour assurer la continuité de matière entre deux modules flottants adjacents est assurée.
Ainsi, le matériau destiné à remplir la cavité 18 permet de prolonger longitudinalement la paroi 2 selon l’intégralité de la deuxième dimension de la paroi 2, autrement dit selon l’intégralité de l’épaisseur de la paroi. Ainsi, cette configuration permet, lorsque le module flottant 1, dit premier module flottant est assemblé avec un module flottant adjacent, dit deuxième module flottant, pour former une structure flottante conforme au deuxième aspect de l’invention, d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant pour résister aux efforts mécaniques, notamment en compression, par le matériau remplissant la cavité, et plus particulièrement l’intégralité de la cavité 18 selon la première dimension 30 de ladite cavité. Un dispositif d’étanchéité 102 est situé sur un bout 111 longitudinal de la première extension 29. Le dispositif d’étanchéité 102 est notamment un joint destiné à être comprimé entre un premier module flottant et un deuxième module flottant afin d’assurer l’étanchéité d’un espace situé entre le premier module flottant et le deuxième module flottant. Ce dispositif d’étanchéité 102 peut être solidaire du premier module flottant ou du deuxième module flottant.
L’armature métallique 22 s’étend longitudinalement en saillie de la première extrémité longitudinale 4 de la paroi. De manière analogue, la gaine de précontrainte 24 s’étend longitudinalement en saillie de la première extrémité longitudinale 4 de la paroi, et notamment à l’intérieur de la paroi, la gaine de précontrainte débouchant ainsi dans la cavité 18.
Les figures 4 et 5 illustrent une vue partielle, respectivement en coupe et en perspective, d’un exemple de réalisation d’un premier module flottant 3 et d’un deuxième module flottant 5 destinés à être assemblés afin de former une structure flottante. Ainsi, les figures 3 et 4 illustrent l’étape d’alignement du procédé d’assemblage conforme au troisième aspect de l’invention.
Le premier module flottant et le deuxième module flottant sont représentés à la figure 4 dans un troisième plan F comprenant l’axe longitudinal X et l’axe transversal Y. Autrement dit, la figure 4 est une vue, en coupe, de dessus, du premier module flottant et du deuxième module flottant.
Ainsi, une première terminaison longitudinale 26 du premier module flottant est mise en regard d’une deuxième terminaison longitudinale 28 du deuxième module flottant. De telle manière, une cavité du premier module flottant, dite première cavité 19, fait face à une cavité du deuxième module flottant, dite deuxième cavité 21. De manière analogue, la première extension 29 du premier module flottant 3 est en regard de la deuxième extension 31 du deuxième module flottant 5.
Les premières butées 33 du premier module flottant 3 sont en regard des deuxièmes butées 35 du deuxième module flottant 5, les premières butées 33 étant distantes des deuxièmes butées 35 du deuxième module flottant 5.
D’autre part, chaque gaine de précontrainte 24 issue du premier module flottant 3, dite première gaine de précontrainte, est en regard d’une gaine de précontrainte 24 issue du deuxième module flottant 5, dite deuxième gaine de précontrainte, à laquelle elle est destinée à être couplée. De manière analogue, chaque armature métallique 22 issue du premier module flottant 3, dite première armature métallique, est en regard d’une armature métallique 22 issue du deuxième module flottant 5, dite deuxième armature métallique, à laquelle elle est destinée à être couplée.
La figure 6 est une vue partielle d’un exemple de réalisation d’un premier module flottant 3 et d’un deuxième module flottant 5 en cours d’assemblage. Ainsi, la figure 6 illustre l’étape de couplage amovible du procédé d’assemblage conforme au troisième aspect de l’invention. Le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 sont illustrés selon le premier plan D longitudinal et vertical, la figure 6 représentant ainsi une vue de côté du premier module flottant 3 et du deuxième module flottant 5.
Ainsi, un bâti de liaison 110 assure la position du premier module flottant 3 par rapport au deuxième module flottant 5. Plus particulièrement, le bâti de liaison 110, formant une structure rigide, notamment formée par une structure au moins partiellement métallique, est fixé sur une paroi 2, plus particulièrement sur une face externe 16 d’une paroi, du premier module flottant 3 et sur une paroi, plus particulièrement sur une face externe 16 d’une paroi, du deuxième module flottant 5. Dans l’exemple de réalisation illustré, le bâti de liaison 110 est fixé sur la paroi supérieure 52 du premier module flottant 3 et sur la paroi supérieure 52 du deuxième module flottant 5. La fixation du bâti de liaison 110 sur le deuxième module flottant 5 peut être réalisée préalablement à la fixation du bâti de liaison 110 sur le premier module flottant 3. Ainsi, le deuxième module flottant 5 est rapproché du premier module flottant 3 afin d’affleurer ce dernier de sorte que le rapprochement entre le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 soit suffisant. Le bâti de liaison 110 est alors fixé sur le deuxième module flottant 5, assurant ainsi la position relative du deuxième module flottant 5 par rapport au premier module flottant 3. De manière alternative, le bâti de liaison 110 peut être fixé sur le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 de manière simultanée, ou sensiblement simultanée, une fois que le rapprochement entre le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 est effectué. Lorsque le rapprochement du premier module flottant 3 et du deuxième module flottant 5 est effectué, le dispositif d’étanchéité 102, situé au niveau de la première extrémité longitudinale 26 du premier module flottant 3, et intercalé entre la première extension 29 du premier module flottant 3 et la deuxième extension 31 du deuxième module flottant 5, ledit dispositif d’étanchéité 102 est comprimé entre la première extension 29 et la deuxième extension 31. Ainsi, la première cavité 19 et la deuxième cavité 21 forment un creux 104 délimité transversalement par la première extension et la deuxième extension, le creux étant délimité longitudinalement par le bord 11 d’une paroi du premier module flottant 3 et le bord 11 d’une paroi du deuxième module flottant 5. De plus, le dispositif d’étanchéité 102 assure également l’étanchéité d’un espace 106 délimité transversalement par la première extension 29 et la deuxième extension 31 , l’espace 106 étant délimité longitudinalement par la première cloison 8 du premier module flottant 3 et par la deuxième cloison 10 du deuxième module flottant 5.
On comprend ainsi que le creux 104 correspond à la somme de la première cavité 19 et de la deuxième cavité 21, alors que l’espace 106 correspond au volume délimité verticalement par les extensions 14 et longitudinalement par les cloisons 8,10 du premier module flottant 3 et du deuxième module flottant 5.
La paroi supérieure 52 du premier module flottant 3 et la paroi supérieure 52 du deuxième module flottant 5 étant toutes deux dépourvue d’extension, formant ainsi le passage 56, permettent ainsi un accès à l’espace 106, notamment pour des étapes ultérieures de l’assemblage du premier module flottant 3 et du deuxième module flottant 5, telles qu’une étape de vidange de l’espace 106, ou encore une étape de liaison mécanique entre les armatures métalliques du premier module flottant 3 et les armatures métalliques du deuxième module flottant 5.
Ainsi, le dispositif d’étanchéité 102 assurant l’étanchéité de l’espace 106, notamment au niveau des parois latérales et de la paroi inférieure de premier module flottant 3 et du deuxième module flottant 5, il est possible de réaliser une étape de vidange dudit espace 106. En effet, le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 étant assemblés sur une étendue d’eau, et étant donc chacun partiellement immergé, de l’eau est ainsi présente à l’intérieur de l’espace 106 lorsque le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant sont rapprochés l’un de l’autre. L’étape de vidange de l’espace 106 permet donc de retirer l’eau présente dans l’espace 106, afin de réaliser ou de faciliter des étapes ultérieures de l’assemblage entre le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5.
Les premières butées 33 du premier module flottant 3, bien qu’ayant été rapprochées des deuxièmes butées 35 du deuxième module flottant 5, sont toujours séparées des deuxièmes butées 35 du deuxième module flottant 5, indiquant ainsi que le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 doivent encore être approchés l’un de l’autre afin de compléter leur assemblage.
Les figures 7 et 8 illustrent une vue, respectivement en coupe et en perspective, du premier module flottant 3 et du deuxième module flottant 5 visibles à la figure 6. La figure 7 illustre le premier module flottant et le deuxième module flottant 5 dans le troisième plan F, la figure 7 étant ainsi une vue de dessus. Plus particulièrement, les figures 7 et 8 illustrent une étape de liaison mécanique entre le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5. Afin de faciliter la compréhension, le bâti de liaison 110 n’est pas représenté. La figure 7 illustre une vue de dessus, c’est-à-dire selon le premier plan
Le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 sont connectés l’un à l’autre par une étape de liaison mécanique entre la première armature métallique et la deuxième armature métallique. La liaison mécanique entre la première armature métallique et la deuxième armature métallique est assurée par un coupleur 34, assurant ainsi que le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 restent en appui l’un contre l’autre. De plus, la connexion entre la première armature métallique et la deuxième armature métallique assure la transmission des efforts mécaniques, notamment en traction, entre le premier module flottant et le deuxième module flottant.
De manière analogue, chaque première gaine de précontrainte est raccordée à une deuxième gaine de précontrainte par un manchon 36, creux, assurant l’étanchéité de l’intérieur de chaque gaine de précontrainte 24 tout en permettant la communication entre l’intérieur de la première gaine de précontrainte et l’intérieur de la deuxième gaine de précontrainte, permettant ainsi le passage du câble de précontrainte à travers ladite première gaine de précontrainte et ladite deuxième gaine de précontrainte. L’étape de liaison mécanique permet également d’assurer que le rapprochement du premier module flottant 3 par rapport au deuxième module flottant 5 est suffisant. En effet, le premier module flottant 3 est rapproché du deuxième module flottant 5, notamment du fait de la liaison entre les premières armatures métalliques et les deuxièmes armatures métalliques par le coupleur 34, de sorte que les premières butées 33 du premier module flottant 3 viennent en appui contre les deuxièmes butées 35 du deuxième module flottant 5. Ainsi, les premières butées 33 et deuxièmes butées 35 permettent d’identifier lorsque le rapprochement entre le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 est suffisant, notamment afin d’assurer une compression suffisante du dispositif d’étanchéité 102 intercalé entre le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5, afin d’assurer l’étanchéité de l’espace 106.
L’étape de liaison mécanique, c’est-à-dire la liaison de la première armature métallique à la deuxième armature métallique par le coupleur 34, ainsi que le raccordement entre la première gaine de précontrainte et la deuxième gaine de précontrainte par le manchon 36, est facilitée si l’étape de vidange a été réalisée préalablement, dans le cas où le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 sont assemblés sur une étendue d’eau.
On voit sur la figure 7 que, dans le mode de réalisation illustré, l’épaisseur du creux 104, correspondant à la première dimension 30 de la cavité du premier module flottant 3 ainsi qu’à la première dimension 30 de la cavité du deuxième module flottant 5, est égale à la deuxième dimension 32 de la paroi 2 du premier module flottant 3. De manière analogue, l’épaisseur du creux 104 est égale à une troisième dimension 32’ de la paroi du deuxième module flottant 5, la troisième dimension 32’ étant mesurée entre la face externe 16 et la face interne 17 de la paroi 2 du deuxième module flottant 5. Ainsi, cette configuration permet d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant, la structure flottante présentant ainsi une continuité de matière, selon l’intégralité de la deuxième dimension 32 et de la troisième dimension 32’ entre le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 par le creux 104, le creux étant destiné à être rempli par du béton, l’épaisseur du creux 104 étant égale à la deuxième dimension 32 et à la troisième dimension 32’. D’autre part, le creux est aligné selon l’axe vertical Z avec la paroi 2 du premier module flottant et la paroi 2 du deuxième module flottant. Plus particulièrement, la face externe 16 de la paroi du premier module flottant 3 et la face externe 16 de la paroi 2 du deuxième module flottant 5 sont dans le même plan, ledit plan étant également le plan d’extension de la face interne 20 de la première extension 29 du premier module flottant 3 et de la face interne 20 de la deuxième extension 31 du deuxième module flottant 5. De manière analogue, la face interne 17 de la paroi du premier module flottant 3 et la face interne 17 de la paroi 2 du deuxième module flottant 5 sont dans un même plan. Cette configuration permet d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant, pour résister aux efforts mécaniques par la structure flottante entre le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5.
Les figures 9 et 10 illustrent une vue partielle, respectivement en coupe et en perspective, d’un exemple de réalisation d’une structure flottante 100 conforme au deuxième aspect de l’invention. La figure 9 illustre la structure flottante 100 dans le troisième plan F, la figure 9 étant ainsi une vue de dessus. Plus particulièrement, la structure flottante 100 illustrée est formée au moins du premier module flottant 3 et du deuxième module flottant 5 visibles aux figures 7 et 8.
Ainsi, une fois le coupleur 34 et le manchon 36 installés, tel qu’illustré aux figures 7 et 8, réalisant ainsi la liaison mécanique entre le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5, un matériau, notamment un béton, est coulé dans le creux 104 de sorte que le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5 forment un assemblage monolithique. Plus particulièrement la première extrémité longitudinale 4 du premier module flottant 3 est reliée par le béton coulé dans le creux 104 à la deuxième extrémité longitudinale 6 du deuxième module flottant 5. Ainsi, le creux 104, étant formé par la première cavité 19 et la deuxième cavité 21, s’étend selon la première dimension 30. Ainsi, la première dimension 30 étant égale à la deuxième dimension 32 correspondant à l’épaisseur de la paroi 2, cette configuration permet au béton présent dans le creux 104 une reprise d’efforts mécaniques, notamment en compression, car elle permet d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant, contrairement à une configuration connue dans laquelle la première dimension du creux ne représente qu’une portion de l’épaisseur de la paroi.
On remarque également que la gaine de précontrainte 24 débouchant dans le creux 104 est ainsi recouverte par le béton présent dans le creux. Ainsi, le câble de précontrainte 25 inséré à l’intérieur de la gaine de précontrainte 24 s’étend dans l’axe longitudinal de la paroi du premier module flottant 3 et de la paroi du deuxième module flottant 5, à l’intérieur desdites parois, permettant ainsi à l’effort de compression exercé par l’effort de traction appliqué au câble de précontrainte d’être centré par rapport à la paroi du premier module flottant 3 et la paroi du deuxième module flottant 5, notamment en comparaison d’une configuration connue dans laquelle le câble de précontrainte s’étend longitudinalement sur la face externe ou sur la face interne de la paroi du premier module flottant et de la paroi du deuxième module flottant, l’effort de compression exercé par l’effort de traction appliqué au câble de précontrainte étant alors excentré.
Ainsi, une structure flottante 100, présentant de manière avantageuse une extension 14 définissant une cavité 18 sur chacune de ses parois, présente une résistance élevée aux efforts mécaniques en compression, assurée par le béton coulé dans chaque cavité 18, ce qui permet d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant. D’autre part, chaque paroi 2 du premier module flottant 3 étant reliée à une paroi 2 du deuxième module flottant 5 par un creux 104 de béton traversé par une armature métallique 22 et/ou une gaine de précontrainte 24 à l’intérieur de laquelle se trouve un câble de précontrainte 25 tendu, la structure flottante 100 présente une résistance élevée aux mouvement de cisaillement et de flexion qui sont exercés entre le premier module flottant 3 et le deuxième module flottant 5, notamment du fait des mouvements provoqués par des vagues au niveau de l’étendue d’eau sur laquelle repose la structure flottante 100. Les figures l la et l lb illustrent un premier mode d’assemblage et un deuxième mode d’assemblage, respectivement, entre un premier module flottant 3 et un deuxième module flottant 5 destinés à être assemblés pour former une structure flottante 100. Les figures l la et l lb illustrent des vues de dessus, selon le troisième plan F, du premier module flottant 3, du deuxième module flottant 5 et de la structure flottante 100.
Plus particulièrement, la figure l la illustre une structure flottante 100 sensiblement rectiligne formée par un premier module flottant 3 et un deuxième module flottant 5 semblables entre eux, et s’étendant principalement dans une même direction.
La figure l lb illustre une structure flottante 100 comprenant un angle 57. Dans l’exemple de réalisation illustré, l’angle 57 formé est un angle droit, c’est-à-dire dont la valeur est égale à 90°, l’angle étant mesuré entre l’axe d’extension principal du premier module flottant 3 et l’axe d’extension principal du deuxième module flottant 5 avec lequel le premier module flottant 3 est assemblé pour former la structure flottante 100. Plus particulièrement, la structure flottante est formée par un premier module flottant 3 et un deuxième module flottant 5, le premier module flottant 3 comprenant l’angle 57, le deuxième module flottant 5 étant sensiblement rectiligne. Le premier module flottant 3 comprend ainsi un prolongement 58 s’étendant perpendiculairement à l’axe principal d’extension du premier module flottant 3. Le deuxième module flottant 5 est relié au prolongement 58 du premier module flottant 3, permettant ainsi la formation de la structure flottante 100 comprenant l’angle 57. Cette configuration permet ainsi l’obtention d’une grande diversité de conformations de structure flottante, l’angle n’étant pas limité à la valeur de 90° mais pouvant prendre toute valeur, notamment entre 90° et 180°, un angle de 180° formant alors un module flottant rectiligne.
Les figures l2a à l2e illustrent des exemples de réalisation d’une structure flottante 100 conforme au deuxième aspect de l’invention. Plus particulièrement, les figures l2a à l2e illustrent chacune une forme que peut prendre une structure flottante conforme au deuxième aspect de l’invention, selon le troisième plan F. Autrement dit, les figures l2a à l2e sont des vues de dessus de la structure flottante 100 illustrée dans chacune desdites figures, chaque structure flottante 100 comprenant notamment plusieurs modules flottants 1 conformes au premier aspect de l’invention. Les structures flottantes illustrées aux figures l2a, l2b, l2c, l2d et l2e forment, respectivement, un carré, un rectangle, un hexagone régulier, un cercle, et une structure flottante prenant sensiblement la forme d’un « V ». On comprend que la structure flottante 100 peut prendre toute autre forme sans sortir du cadre de l’invention.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.
L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, atteint bien les buts qu’elle s’était fixés et permet de proposer un module flottant permettant d’assurer une continuité mécanique totale entre le premier module flottant et un deuxième module flottant, et d’obtenir une structure flottante modulaire qui se comporte comme une structure flottante monolithique ayant la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant. Des variantes non décrites ici pourraient être mises en œuvre sans sortir du cadre de l’invention, dès lors que, conformément à l’invention, le module flottant comprend une extension émergeant depuis la face externe d’une paroi, l’extension s’étendant longitudinalement en saillie d’une extrémité longitudinale de la paroi, l’extension et la paroi dont est issue l’extension étant réalisées par continuité de matière. La présente invention permet de connecter dans l’eau deux modules flottants en béton armé et précontraint, de manière à assurer une continuité totale du béton, des armatures et des aciers de précontrainte entre les deux modules flottants connectés entre eux avec la même résistance mécanique que la section courante d’un module flottant. Elle peut être utilisée pour obtenir une structure monolithique flottante de toute forme en béton à partir d’une construction modulaire. La connexion obtenue est étanche et capable de résister, pour les différentes phases de vie de l’ouvrage, aux efforts statique et dynamique, aux efforts hydrodynamiques, et aux phénomènes de fatigue qui lui sont appliqués conformément aux règlements internationaux. Cette invention peut être utilisée dans la construction des ponts, des plateformes pétrolières, des ports, des jetées, des plateformes flottantes pour énergies renouvelables, dans le nucléaire et dans tout autre domaine.

Claims

REVENDICATIONS
1. Module flottant (1) comprenant une pluralité de parois (2) s’étendant entre une première extrémité longitudinale (4) et une deuxième extrémité longitudinale (6), le module flottant (1) comprenant une première cloison (8) et une deuxième cloison (10) reliant chaque paroi (2) de la pluralité de parois (2) en définissant avec ces parois (2) un volume interne (12) du module flottant (1), caractérisé en ce que le module flottant (1) comprend au moins une extension (14) émergeant depuis une face externe (16) de la paroi, l’extension (14) s’étendant longitudinalement en saillie de la première extrémité longitudinale (4) ou la deuxième extrémité longitudinale (6), l’extension (14) et la paroi (2) dont est issue l’extension (14) étant réalisées par continuité de matière.
2. Module flottant (1) selon la revendication précédente, dans lequel un bord (11) d’une extrémité longitudinale (4, 6) de la paroi (2) et l’extension (14) délimitent au moins en partie une cavité (18).
3. Module flottant (1) selon la revendication précédente, dans lequel une épaisseur de la cavité (18) est égale ou supérieure à une épaisseur de la paroi (2) de laquelle émerge l’extension
(14).
4. Module flottant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la face externe (16) de la paroi (2) et une face interne (20) de l’extension (14) sont dans un même plan (P).
5. Module flottant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une extension (14) est située sur chacune des parois latérales du module flottant (1) et sur une paroi inférieure du module flottant (1).
6. Module flottant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la paroi (2) comprend une première extension (29) située au niveau de la première extrémité longitudinale (4) et une deuxième extension (31) située au niveau de la deuxième extrémité longitudinale (6).
7. Module flottant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pluralité de parois (2), la première cloison (8), la deuxième cloison (10) et l’extension (14) sont réalisées par continuité de matière, ladite matière étant un béton.
8. Module flottant (1) selon la revendication 2 en combinaison avec l’une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel une armature métallique (22) s’étend à l’intérieur d’une paroi (2) et débouche dans la cavité (18).
9. Module flottant (1) selon la revendication 2 en combinaison l’une quelconque des revendications 2 à 8, comprenant une gaine de précontrainte (24) s’étendant à l’intérieur d’une paroi (2) et débouchant dans la cavité (18).
10. Structure flottante (100) comprenant au moins un module flottant (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
11. Structure flottante (100) selon la revendication précédente, dans laquelle un dispositif d’étanchéité (102) est situé entre un premier module flottant (3) et un deuxième module flottant (5) tous deux conformes à l’une quelconque des revendications 1 à 9, le dispositif d’étanchéité (102) étant intercalé entre une extension (14) du premier module flottant (3) et une extension (14) du deuxième module flottant (5).
12. Structure flottante (100) selon l’une quelconque des revendications 10 à 11 , dans laquelle un creux (104) délimité par une cavité (19) du premier module flottant (3) et par une cavité (21) du deuxième module flottant (5) est rempli de béton.
13. Structure flottante (100) selon la revendication 12, dans laquelle une continuité entre une armature métallique (22) du premier module flottant (3) et une armature métallique (22) du deuxième module flottant (5) entre elles, et/ou une continuité entre une gaine de précontrainte (24) du premier module flottant (3) et une gaine de précontrainte (24) du deuxième module flottant (5) est réalisée dans le creux (104).
14. Structure flottante (100) selon l’une quelconque des revendications 12 ou 13, dans laquelle une épaisseur de la paroi (2) du premier module flottant (3) est égale à une épaisseur de la paroi (2) du deuxième module flottant (5), l’épaisseur de la paroi du premier module flottant (3) et l’épaisseur de la paroi du deuxième module flottant (5) étant égales à une épaisseur (30) du creux (104).
15. Procédé d’assemblage d’une structure flottante (100) selon l’une quelconque des revendications 12 à 14, le procédé d’assemblage comprenant une étape d’alignement du premier module flottant (3) par rapport au deuxième module flottant (5), une étape de couplage amovible du premier module flottant (3) au deuxième module flottant (5), une étape de coulage de béton dans le creux (104).
16. Procédé d’assemblage selon la revendication précédente, le procédé d’assemblage comprenant une étape de vidange d’un espace (106) délimité par les cloisons (8, 10), par l’extension (14) du premier module flottant (3) et par l’extension (14) du deuxième module flottant (5).
17. Procédé d’assemblage selon l’une quelconque des revendications 15 ou 16, le procédé d’assemblage comprenant une étape de liaison mécanique entre une armature métallique (22) du premier module flottant (3) et une armature métallique (22) du deuxième module flottant (5).
18. Procédé d’assemblage selon l’une quelconque des revendications 15 à 17, le procédé d’assemblage comprenant, postérieurement à l’étape de coulage du béton, une étape d’installation d’au moins un câble de précontrainte (25) passant dans la gaine de précontrainte (24) du premier module flottant (3) et dans la gaine de précontrainte (24) du deuxième module flottant (5), un effort de traction étant alors appliqué au câble de précontrainte (25).
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