FR2524058A1 - Procede d'excavation sous l'eau et equipement pour sa mise en oeuvre comprenant un caisson submersible - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE D'EXCAVATION SOUS L'EAU, EN PARTICULIER POUR LE PERCEMENT DE TUNNELS SOUS-MARINS. SELON CE PROCEDE, UN CAISSON TOTALEMENT IMMERGE 15A, 15B EST MIS EN PLACE DANS UN RENFONCEMENT 29 FORME DANS LE FOND 20 D'UNE ETENDUE D'EAU. CE CAISSON RENFERME UNE CHAMBRE DE TRAVAIL PRESSURISEE 22 DONT LE FOND EST OUVERT ET DONT LE PLAFOND 48 EST FERME POUR EMPRISONNER UN GAZ RESPIRABLE A L'INTERIEUR DE LA CHAMBRE. UNE CHEMINEE D'ACCES, 24 QUI S'ETEND DEPUIS LE SOMMET DU CAISSON, COMMUNIQUE, LORS DE L'ETAPE INITIALE DE L'EXCAVATION, AVEC LA CHAMBRE DE TRAVAIL 22, EN DESSOUS DU NIVEAU DE L'EAU A L'INTERIEUR DE CETTE DERNIERE. DES OUVRIERS DESCENDENT EN NAGEANT DANS LA CHAMBRE DE TRAVAIL 22, A TRAVERS LA CHEMINEE D'ACCES 24 ET CREUSENT LE FOND 28 EN DESSOUS DE LA CHAMBRE DE TRAVAIL 22 EN RESPIRANT LE GAZ QU'ELLE CONTIENT. LE CAISSON EST, AU FUR ET A MESURE QUE L'EXCAVATION PROGRESSE, DESCENDU PAR PALIERS A L'INTERIEUR DU RENFONCEMENT 29 FORME EN DESSOUS DE LA CHAMBRE DE TRAVAIL 22 JUSQU'A CE QUE LA PROFONDEUR VOULUE SOIT ATTEINTE. ENSUITE LA CHAMBRE 22 EST ISOLEE VIS-A-VIS DE L'EAU ET SA PRESSION INTERIEURE EST REDUITE A LA PRESSION ATMOSPHERIQUE SOUS LAQUELLE LE PERCEMENT DES TRONCONS DE TUNNEL EN DIRECTION DES DEUX BORDS DE L'ETENDUE D'EAU EST EFFECTUE.

Description

La présente invention concerne les excavations sous l'eau et, plus

particulièrement, le percement de tunnels sous le fond d'une étendue d'eau.

Le financement des projets à gros investissement de capitaux soulève des difficultés non seulement en raison des énormes sommes d'argent mises en jeu mais aussi, particulièrement lorsque les taux d'intérêt sont élevés, à cause du délai qui s'écoule entre la mise de fonds et le moment o le projet commence à rapporter de l'argent Il s'ensuit que tout moyen pour réduire

ce délai a pour effet de diminuer le coût du projet.

Les tunnels, tel que celui que l'on envisage de creuser sous la Manche,

font partie des projets nécessitant des très gros investissements de capitaux.

La somme d'argent à investir est considérable, et le tunnel ne produit des revenus que lorsque son percement est achevé L'investissement de capitaux est ainsi plus facilement justifié si le temps requis pour la construction du tunnel peut être réduit Un moyen pour diminuer la durée de construction d'un tunnel est de le percer à partir de ses deux extrémités, plutôt qu'à partir

d'une seule.

Un but de la présente invention est de réduire encore plus cette durée de construction en entamant le percement du tunnel non seulement à ses deux extrémités, mais aussi en quelques points situés entre ces extrémités,

c'est-à-dire sous l'eau Un autre but de la présente invention est de per-

mettre de pratiquer l'excavation sous l'eau sans interrompre indfment le

traffic nautique au-dessus du point de creusement du fond de l'étendue d'eau.

Un autre but encore de la présente invention est de réaliser une chambre de travail pour les excavations sous l'eau, qui renferme une atmosphère respirable

et qui soit d'un accès aisé.

Les buts précités sont atteints selon l'invention par un procédé

d'excavation sous l'eau qui consiste à mettre en place sur le fond de l'éten-

due d'eau un caisson entièrement immergé et à excaver en dessous de ce caisson pour le descendre par paliers Le caisson comprend une coque extérieure qui supporte une structure intérieure de cloisonnement définissant une chambre de travail dont le fond est ouvert sur la mer, mais dont le sommet est fermé de sorte que cette chambre peut retenir des gaz respirables Une cheminée d'accès s'étend du sommet jusqu'àu fond du caisson et la structure intérieure de cloissement comprend une cloison de séparation qui définit un prolongement de

la cheminée à travers la chambre de travail.

Les ouvriers descendent en nageant à travers la cheminée d'accès, passent, toujours en nageant, en dessous de la cloison de séparation de la structure intérieure de cloissement pour pénètrera l'intérieur de la chambre de travail, qui est pressurisée à l'aide de gaz respirables pour permettre aux ouvriers de retirer leur appareil respiratoire Les ouvriers procèdent alors à l'excavation depuis la chambre de travail en descendant le caisson

au fur et à mesure que l'excavation progresse.

Quand le caisson atteint la profondeur à laquelle le tunnel doit être creusé, un scellement d'étanchéité vis-à-vis de l'eau est réalisé au fond du caisson si bien que le creusement du tunnel peut ensuite être effectué à la

pression atmosphérique.

La présente invention va maintenant être décrite avec plus de détails mais uniquement à titre d'exemple, non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un tunnel en cours d'excavation par le procédé selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe du premier élément de caisson utilisé dans ce procédé, le caisson étant représenté dans la position qu'il occupe au début de l'excavation; la figure 3 est une vue en coupe du caisson représenté à un stade intermédiaire de l'excavation, dans lequel la chambre de travail est pressurisée à la pression statique de l'eau; et la figure 4 est une vue en coupe montrant le caisson à la fin de

l'excavation, la chambre de travail étant à la pression atmosphérique.

La figure 1 illustre un procédé pour réduire dans une large mesure le temps requis pour la construction d'un tunnel sous-marin Sur la figure 1, un tunnel est en cours de percement sous une étendue d'eau 10 Quatre tronçons de tunnel 12 a à 12 d ont déjà été creusés et il reste à réaliser la jonction

entre ces tronçons comme représenté par les lignes en traits interrompus.

Selon la présente invention, les tronçons centraux du tunnel sont excavés par utilisation de caissons entièrement immergés 14 a et 14 b qui sont placés dans

des renfoncements ménagés dans le fond de la mer Il en résulte que le perce-

ment peut progresser bien plus rapidement que dans le cas o seuls les deux tronçons d'extrémité 12 a et 12 d sont excavés à partir de la terre ferme En

fait, le percement peut en principe être mené à bien trois fois plus rapide-

2 524058

ment parce que chacun des tronçons centraux 12 b et 12 c possède deux "fronts de percement" susceptibles d'être excavés, tandis que les tronçons 12 a et

12 d n'en présentent qu'un chacun.

Au cours des stades ultérieurs de l'excavation les caissons consti-

tuent des barrières d'étanchéité vis-à-vis de l'air et de l'eau entre la masse d'eau 10 et les tronçons de tunnel 12 b et 12 c En conséquence, les tronçons de tunnel peuvent contenir de l'air à la pression atmosphérique de sorte que

les ouvriers peuvent travailler dans les tronçons de tunnel sans avoir à por-

ter des appareils respiratoires et sans avoir à passer par les différentes

étapes de décompression qui seraient nécessaires s'ils travaillaient à la pres-

sion statique de la mer à cette profondeur Par ailleurs, comme les caissons sont entièrement immergés, ils ne constituent aucune entrave à la navigation

en surface.

Chaque caisson est formé de plusieurs éléments de caisson 15 a, 15 b, et 15 c disposés l'un au-dessus de l'autre Initialement, le premier élément de caisson 15 a est descendu sous l'eau pour venir se poser sur le fond de la mer comme représenté sur la figure 2 Un tuyau 16 raccordé à une pompe à boue par exemple extrait le matériau constituant la couche de sédiment 18 qui se trouve en dessous de l'élément de caisson 15 a et le déverse dans une barge

stationnant en surface ou dans tout autre réceptacle approprié (non représenté).

Au fur et à mesure que l'excavation progresse, l'élément de caisson 15 a vient se placer plus profondément dans le renfoncement résultant formé dans le fond de la mer Quand le sommet de l'élément de caisson 15 a atteint le niveau du fond de la mer, un deuxième élément de caisson 15 b est positionné sur et fixé

au sommet du premier élément 15 a comme représenté sur la figure 3.

A la profondeur représentée sur la figure 3, la terre à excaver est bien plus dure et se présente éventuellement sous la forme d'une couche de Schiste 20 Il en résulte que des ouvriers doivent être présents dans le fond du caisson pour poursuivre l'excavation C'est pourquoi une chambre de

travail pressurisée en forme de cloche 22 renfermant un mélange gazeux res-

pirable, formé en général d'oxygène et d'hélium si la profondeur est grande, est aménagée à l'intérieur de l'élément de caisson 15 a La chambre de travail 22 peut aussi recevoir des appareils d'excavation qui ne peuvent pas fonctionner s'ils sont totalement immergés dans l'eau Bien entendu, si seuls des appareils automatiques, ne nécessitant pas la présence de plongeurs, doivent occuper la chambre de travail, il n'est pas nécessaire que les gaz emprisonnés dans

cette dernière soient respirables.

Conformément à la présente invention, chacun des caissons comporte un accès à la chambre de travail pressurisée 22, cet accès consistant en un puits ou une cheminée-24 qui s'étend à travers les deux éléments de caisson

b et 15 a jusqu'à la chambre de travail 22 De plus, une cloison 26 prolon-

geant la paroi de la cheminée s'étend dans la chambre de travail L'extrémité supérieure de la cheminée est ouverte sur la mer de sorte que la cheminée et la partie basse de la chambre 22 sont remplies d'eau Cependant, grâce à la cloison 26, un mélange gazeux respirable peut être emprisonné dans la partie supérieure de la chambre de travail 22 sans pouvoir s'échapper à travers la cheminée 24 Mais un passage est ménagé entre l'extrémité inférieure de la cloison et le fond 28 du renfoncement 29 dans lequel le caisson est logé, de sorte des plongeurs peuvent descendre en nageant à travers la cheminée 24, passer sous-l'extrémité inférieure de la cloison 26 et remonter dans la chambre

22 sans avoir à passer par des panneaux d'écoutille d'un maniement compliqué.

L'excavation et la descente du caisson se poursuivent d'une manière qui sera décrite plus loin, des éléments de caisson supplémentaires 15 b étant ajoutés si cela est nécessaire, jusqu'à ce que soit atteinte une profondeur

à laquelle les caractéristiques géologiques de la terre lui permette de sup-

porter un caisson dont la pression intérieure est réduite à la pression atmos-

phérique A cette profondeur, comme le montre la figure 4, un bourrelet annu-

laire de béton 30 est formé sous le bord inférieur de l'élément de caisson a pour supporter tous les éléments de caisson, et une gamme de béton 32 est coulée autour de tous les éléments de caisson se trouvant en dessous du fond de la mer, afin de constituer un scellementd'étanehéité Un élément de caisson

fermé 15 c est alors monté sur l'élément de caisson le plus haut 15 b complé-

tant ainsi l'assemblage du caisson L'élément de caisson 15 e comprend un pan-

neau d'écoutille 36 qui obture le sommet de la cheminée 24 Un panneau d'écou-

tille supplémentaire 34 est prévu dans l'élément de caisson 15 a à l'extrémité inférieure de la cheminée 24 de sorte que la cheminée toute entière peut jouer le rôle d'un sas de pression L'eau est retirée par pompage de l'intérieur du caisson, la pression dans la chambre de travail 22 est réduite à la pression atmosphérique et l'excavation est poursuivie pour agrandir la chambre de travail vers le bas à partir du fond du caisson Quand la profondeur voulue

est atteinte, le creusement des tronçons de tunnel 12 b ou 12 c peut commencer.

Un examen plus approfondi de la figure 2 montre que l'élément de

caisson 15 a représenté sur cette figure comprend une coque extérieure générale-

ment cylindrique 44 à l'intérieur de laquelle est disposée une structure de cloisonnement 46 qui comprend le toit ou le plafond 48 de la chambre 22 La cloison 26 est fixée à ce plafond par des boulons 66 Cette structure définit également la cheminée centrale 24 et une autre cheminée verticale 42 Ces deux cheminées s'étendent depuis l'extrémité supérieure de l'élément de caisson c à travers le plafond 48, jusqu'à la chambre 22 située à l'intérieur de

l'élément de caisson 15 a, de manière à établir une communication avec la par-

tie basse du caisson Comme pour la cheminée 24, des panneaux d'écoutille 38 et 40 (figure 4) sont prévus aux deux extrémités de la cheminée 42, formant ainsi un sas de pression L'espace intérieur restant 50 de la coque 44 est

normalement rempli d'eau pour constituer un ballast Des profilés en T 52 dis-

posésl'un au-dessusdel'autre,s'étendent tout autour de la surface intérieure de

la coque 44 pour conférer un supplément de rigidité à l'ensemble.

Une bride annulaire 54 est prévue à l'extrémité supérieure de la coque 44 de l'élément de caisson 15 a pour la fixation de ce dernier à l'élément de caisson 15 b Des brides annulaires identiques 56 et 58 sont formées dans le même but, sur la structure de cloisonnement intérieure 46, respectivement aux

sommets des cheminées 24 et 42 La coque 44 s'élargit à son extrémité infé-

rieure sous la forme d'une collerette ou d'une lèvre 60 qui constitue une sur-

face d'étanchéité et qui permet de répartir la charge du caisson.

Si l'on se reporte maintenant à la figure 3, on peut voir que chaque

élément de caisson 15 b est fixé à l'élément de caisson qui se trouve immédiate-

ment au-dessous, au moyen de boulons 64 ou d'autres organes de fixation Bien que chaque élément de caisson 15 b ne comporte pas de toit pour une chambre de travail, tel que le toit 48 de l'élément de caisson 15 a, il comprend par contre une structure intérieure de cloisonnement qui est similaire à la structure

46 et qui définit des prolongements aux cheminées 24 et 42 et à la chambre 50.

Ainsi, un accès à la partie basse du caisson est toujours procuré à travers

les cheminées 24 et 42.

Au stade de l'excavation illustré par la figure 3, o il n'y a pas de scellement autour du fond de l'élément de caisson 15 a ni d'élément de caisson

fermé 15 c au sommet du caisson, la chambre de travail 22 est pressurisée.

Un tuyau d'air 68 descendant à travers la chambre 50 (ou de la cheminée 24 ou 42) dans les éléments de caisson 15 a et 15 b et passant à travers le plafond 48 par une ouverture pourvue d'un élément d'étanchéité, fournit le mélange gazeux approprié à un distributeur 70 situé dans la chambre de travail 22 Le distributeur 70 présente un certain nombre d'orifices auxquels peuvent être raccordés des appareils respiratoires individuels dans le cas o se produirait un accident qui contaminerait le mélange gazeux respirable à l'intérieur de la

chambre 22.

En se référant toujours à la figure 3, on peut voir que plusieurs vérins 76, s'appuyant contre le plafond 48 de la chambre, supportent les éléments de caisson 15 a et 15 b pendant que le travail d'excavation s'effectue autour des vérins et en dessous de la lèvre inférieure 60 de l'élément de caisson 15 a Pour plus de clarté, on n'a représenté qu'un seul de ces vérins

76 sur la figure 3 Cette façon d'excaver conduit à la formation de plate-

formes 7 h, qui sont en fait des piliers de roc non excavé sur lesquels reposent les vérins Les ouvriers manoeuvrent les vérins pour abaisser les éléments de caissons jusqu'à ce que les vérins soient complètement rétractés L'un des vérins est alors retiré et la plate-forme 74 qui le supportait est excavée Le vérin est ensuite remis en place et est déployé le plus possible pour qu'il

supporte les éléments de caisson en reposant sur une surface d'appui plus basse.

Cette opération est répétée pour chacun des autres vérins de sorte que tous les vérins sont éventuellement "redéployés" On effectue alors une nouvelle excavation autour des vérins suivie d'un nouvel abaissement des éléments de caisson jusqu'à ce que les vérins puissent être de nouveau retirés et

"re-déployés", et ainsi de suite.

De la sorte, l'élément de caisson 15 a est descendu par palier dans le

renfoncement excavé 29 Bien entendu, des éléments de caisson 15 b supplémen-

taires sont ajoutés au fur et à mesure si la nécessité s'en fait sentir suivant

la profondeur du renfoncement.

L'un des avantages du système représenté sur les dessins est que des personnes, des outils et du matériel peuvent être introduits dans la chambre de travail 22 sans qu'il soit nécessaire de passer par un sas de pression; tout ce qui est nécessaire est de les faire descendre à travers la cheminée 2 h, de les faire passer en dessous de l'extrémité inférieure de la cloison 26

et de les faire remonter dans la chambre 22 Afin de faciliter cette opéra-

tion, tout ou partie de la cloison 26 peut être constitué d'un matériau flexible pour que sa partie inférieure puisse être relevée lorsque le matériel

ou les personnes passent en dessous.

Les déchets ou les résidus de l'excavation peuvent être retirés à travers la cheminée 24 au moyen d'un conteneur 78 Dans ce cas, des disposi- tifs de levage appropriés remontent ces conteneurs de déchets à travers la cheminée En variante, une machine de pulvérisation peut être utilisée dans la chambre de travail 22 pour broyer le roc excavé, qui peut alors être déposé sur le fond 28 de la chambre de travail et remonté en surface sous la forme d'une boue par un tuyau s'étendant à travers la cheminée 24 depuis la surface

de l'eau.

La remontée en surface des personnes est presque aussi aisée que leur descente dans la chambre de travail, mais de manière souhaitable, elles sont amenées à la surface de l'eau dans un compartiment pressurisé si bien qu'elles peuvent subir une décompression par paliers dans une chambre de décompression,

sur la terre ferme ou dans un navire en surface.

A partir d'un certain niveau, la profondeur désirée est atteinte et

le caisson est fixé dans le renfoncement 29 en vue d'une excavation sous pres-

sion atmosphérique Alors que les éléments de caisson 15 a et 15 b sont toujours

supportés par les vérins 76, un ou plusieurs coffrages intérieurs (non repré-

sentés sont mis en place en dessous de la lèvre inférieure 60 et du béton est injecté dans l'espace annulaire 95 formé sous la lèvre pour la réalisation du bourrelet de béton annulaire 30 Ce bourrelet épouse la forme des parois de

l'espace 95 En conséquence, il agit pour répartir aussi uniformément que pos-

sible la charge du caisson, augmentant ainsi la capacité de support de charge

de la terre, qui est de préférence du roc solide, sous le caisson.

Ensuite, un béton est injecté dans l'espace annulaire délimité par la face extérieure de la coque 44 et la paroi 80 produite par l'excavation, de manière à former la gaine 32 dont il y a été question plus haut Le béton injecté dans cet espace déplace l'eau de mer d'une façon classique bien connue dans le domaine des forages sous-marins Après que le béton a durci, la gaine de béton maintient en place le caisson et participe à l'étanchéité de la chambre

de travail vis-à-vis de l'eau de mer.

Finalement, l'élément de caisson 15 c est monté sur le sommet de l'élé-

ment de caisson 15 b le plus haut, au moyen de boulons 64 Comme représenté sur la figure 4 l'élément de caisson 15 e diffère des autres éléments de caisson en ce qu'il présente, à sa partie supérieure, une antichambre ou un sas 84 qui peut être utilisé comme un compartiment relais L'élément de caisson supérieur c, tout comme les éléments de caisson 15 b comporte des prolongements à la chambre 50 et aux cheminées 24 et 42, qui se terminent toutefois au niveau de l'antichambre 84 La communication entre les cheminées et l'antichambre se fait par les panneaux d'écoutille 36 et 40 mentionnés plus hauts, ces panneaux

étant montés dans la paroi de fond 98 de cette chambre.

La paroi supérieure 85 de l'antichambre 84 constitue le plafond du caisson assemblé Deux écoutilles à rebord 88 et 90, sont formées dans cette paroi dans l'alignement des cheminées 24 et 42 ménagées dans les éléments de caisson 15 a et 15 b Les écoutilles 88 et 90 sont normalement formées par des panneaux 92 et 94 Au-dessous des écoutilles, la paroi 85 supporte en outre une plate-forme plane 86 conçue pour l'amarrage et le départ de différents véhicules marins transportant par exemple du matériel de remplacement ou du personnel de relève. Après que l'élément de caisson 15 c a été fixé, l'eau est retirée par pompage de l'intérieur du caisson et la pression intérieure de la chambre de

travail 22 est réduite à la pression atmosphérique Une fois à la pression atmos-

phérique, elle peut être alimentée en air ordinaire La chambre de travail 22 étant à la pression atmosphérique, il est souhaitable de prévoir un ou plusieurs compartiments ou sas étanches à l'eau, au-dessus de la chambre de travail Ainsi dans le mode de réalisation représenté du caisson, un de ces sas est formé par l'antichambre 84 dans l'élément de caisson 15 e et un autre est aménagé entre

l'antichambre et la chambre de travail.

Comme le montre encore la figure 4, l'excavation se poursuit en augmen-

tant la profondeur de la chambre de travail 22 radialement à l'intérieur du bourrelet de béton 30 Au fur et à mesure que l'espace dégagé en dessous du caisson augmente de profondeur, en accroissant ainsi les dimensions de la chambre

de travail 22, d'autres éléments de structure, tels que des mezzanines, 96 peu-

vent Utre montés sur les parois du puits excavé en dessous du caisson pour sup-

porter le matériel ou l'outillage nécessaire ou pour former des aires de repos

pour les équipes de travail Quand on a atteint la profondeur du tunnel, on com-

mence à excaver dans une direction sensiblement horizontale pour former le tronçon de tunnel 12 b en dessous du caisson 1 ha On continue à excaver dans cette direction jusqu'à ce que le tronçon de tunnel 12 b rejoigne le tronçon

de tunnel 12 a et/ou 12 c.

Bien entendu, lorsqu'on travaille à la pression atmosphérique, comme représenté sur la figure 4, l'accès à la chambre de travail 22 n'est pas aussi simple que lorsqu'on travaille sous haute pression comme c'est le cas au stade de l'excavation illustréepar les figures 2 et 3 Quand des personnes doivent être transférées dans la chambre de travail 22, un navire (non représenté), dont l'intérieur est à la pression atmosphérique, transporte ces personnes depuis la terre ferme jusqu'à la plate-forme 86 Là le navire est placé en contact intime avec la plate-forme pour former, autour de l'un ou des deux panneaux d'écoutille 92 et 94, une chambre étanche à l'eau qui constitue un sas de pression entre ces panneaux d'écoutille et un autre panneau prévu à l'intérieur du navire L'eau est alors extraite par pompage de ce sas et le panneau intérieur du navivre est ouvert de sorte que le sas est à la pression atmosphérique A la suite de cela, l'un des panneaux d'écoutille 92 et 94 ou les deux sont ouverts en établissant une communication avec l'antichambre 84 du caisson qui est donc aussi à la pression atmosphérique L'équipe de travail quitte alors le navire et pénètre dans le caisson En même temps, l'équipe remplacée peut quitter le caisson et entrer dans le navivre, tout cela se passant à la pression atmosphérique Ainsi, l'équipe de travail sortante n'a pas

besoin de passer par une phase de décompression lorsqu'elle arrive en surface.

Bien que les panneaux d'écoutille 36 et 40 séparent l'antichambre 84 des cheminées 24 et 42 et que les panneaux 34 et 38 séparent de la même façon ces cheminées de la chambre de travail 22, toutes ces zones sont à la pression atmosphérique; les panneaux d'écoutille sont simplement prévus à titre de sécurité, pour constituer un moyen d'étanchéité à l'eau dans le cas ou l'un ou

l'autre des éléments de caisson 15 b ou 15 c viendrait à prendre l'eau.

A la lumière de la description qui précède, on comprendra que la pré-

senteinvention représente un progrès condisérable dans le domaine du percement des tunnels sous-marins En creusant le tunnel depuis un caisson immergé, le temps nécessaire à la construction peut être réduit sans que la navigation en surface soit entravée De plus, lors de l'étape initiale d'excavation sous haute pression, on peut accéder à la chambre de travail sans avoir à manoeuvrer des panneaux d'écoutille ou à passer par des sas Enfin, à la suite de cette étape initiale d'excavation sous haute pression, le percement du tunnel peut être terminé à la pression atmosphérique ce qui constitue une amélicration

des conditions de travail des ouvriers.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1 Procédé d'excavation sous l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à successivement A mettre en place un caisson sur le fond d'une étendue d'eau B ménager à l'intérieur de ce caisson une chambre de travail à fond ouvert, apte à retenir des gaz; C remplir partiellement la chambre d'un mélange gazeux respirable D ménager un accès par le haut dans la chambre de travail; et E excaver en profondeur la terre sous la chambre de travail depuis le fond de l'étendue d'eau jusqu'à ce que le fond du renfoncement excavé soit

à une profondeur prédéterminée voulue.

2 Procédé d'excavation des fonds sub-aquatiques selon la revendication 1, pour le percement de tunnels sous une étendue d'eau, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à excaver dans une direction sensiblement horizontale, une fois que ladite profondeur prédéterminée a été atteinte, pour former un tronçon d'un tunnel destiné à déboucher sur la terre ferme à ses

deux extrémités, de part et d'autre de l'étendue d'eau.

3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite étape d'excavation en profondeur consiste: A à excaver dans une direction verticale dans le fond de l'étendue d'eau tout en maintenant le caisson au-dessus du fond du renfoncement excavé B à descendre le caisson dans ce renfoncement; et C.à répéter ces deux opérations jusqu'à ce que le fond du renfoncement

atteigne ladite profondeur prédéterminée.

4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites étapes d'excavation et de descente du caisson consistent A à supporter le caisson par des vérins déployés s'appuyant sur des parties du fond de renfoncement; B à rétracter les vérins C à retirer l'un des vérins, à excaver la partie de fond sur laquelle il reposait puis à déployer de nouveau ce vérin pour le placer en position de support du caisson à partir d'une surface d'appui plus basse, cette suite d'opérations étant éxecutée en succession pour chacun des vérins; et D à répéter l'étape précédente jusqu'à ce que le caisson ait été

abaissé jusqu'à la profondeur voulue.

Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes supplémentaires consistant: A à former un scellement d'étanchéité au fluide, entre la chambre de travail et le fond à ladite profondeur prédéterminée; et

B à réduire la pression intérieure de la chambre de travail à la pres-

sion atmosphérique.

6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de formation du scellement d'étanchéité consiste à couler du béton dans l'espace délimité par la paroi du renfoncement et la paroi extérieure du caisson après

que ladite profondeur prédéterminée a été atteinte.

7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de formation du scellement d'étanchéité consiste à: A ménager un espace entre le caisson et la paroi du renfoncement; et à B couler du béton dans cet espace une fois que ladite profondeur

déterminée a été atteinte.

8 Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'étape d'excavation consiste en outre: A à ménager un rebord de terre sous le bord inférieur de la chambre de travail du caisson; et B à former un bourrelet de béton entre ce rebord de terre et le bord inférieur de la chambre de travail pour répartir uniformément la charge du

caisson sur ledit rebord de terre.

9 Caisson d'excavation utilisé dans la mise en oeuvre du procédé

selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il com-

prend: A une coque ( 44) destinée à être mise en place sur le fond d'une étendue d'eau ( 10); B des moyens définissant dans la coque ( 44) une chambre de travail en forme de cloche ( 22) dont le fond est ouvert pour se trouver face au fond de l'étendue d'eau; et C des moyens définissant dans la coque ( 44) une cheminée d'accès ( 24)

débouchant dans la chambre de travail ( 22).

Caisson selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens définissant la cheminée ( 24) comprennent: A un conduit s'étendant du sommet de la coque ( 44) jusqu'au sommet de la chambre de travail ( 22); B un prolongement ( 26) à ce conduit qui s'étend depuis le sommet de la chambre de travail ( 22) sur une partie de la distance le séparant du fond de cette dernière; et

C des moyens de fermeture ( 34, 36) pour ladite cheminée d'accès ( 24).

11 Caisson selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de fermeture comprennent: A un premier panneau d'écoutille ( 36), situé au sommet de la coque ( 44); et B un deuxième panneau d'écoutille ( 34) disposé au sommet de la chambre

de travail ( 22).

12 Caisson selon la revendication 10, caractérisé en ce que A les moyens définissant une cheminée d'accès comprennent: ( 1) une antichambre ( 84) formée dans la coque à l'extrémité supérieure du conduit; ( 2) un premier panneau d'écoutille ( 36) situé au sommet de la coque

( 44);

( 3) un deuxième panneau d'écoutille ( 34) dans le fond de l'antichambre ( 84); et en que: B le caisson comprend en outre des moyens pour envoyer sélectivement un gaz respirable sous pression dans l'antichambre ( 84) de manière que cette dernière joue le r 8 le d'un sas de pression 13 Caisson selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend

en outre des moyens ( 70) pour alimenter la chambre de travail ( 22) en gaz res-

pirable à une pression égale à la pression statique de l'eau à la profondeur

de la chambre de travail ( 22).

14 Caisson selon l'une quelconque des revendication 9 à 13, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre un ensemble de vérins rétractables ( 76) des-

tinés à être positionnés entre l'extrémité inférieure du caisson et le fond de

l'étendue d'eau pour supporter la chambre de travail ( 22) à une profondeur dé-

sirée. Caisson selon la revendication 9, caractérisé en ce que A il est formé d'un assemblage vertical d'éléments de caisson séparables ( 15 a, 15 b, 15 c) B la chambre de travail ( 22) est ménagée dans d'éiéent de caisson le plus bas ( 15 a); et C ladite cheminée s'étend à travers tous les é éments de caisson ( 15 b, 15 c) qui se trouvent au-dessus de cet élément de caisson le plus bas ( 15 a). 16 Caisson selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens de fermeture comprennent: A un premier panneau d'écoutille ( 34) situé dans l'élément de caisson du bas ( 15 a) pour sélectivement séparer la partie basse de la cheminée ( 24) de la chambre de travail ( 22); et B un deuxième panneau d'écoutille ( 36) pour sélectivement séparer la

partie haute de la cheminée ( 24) de l'eau entourant le caisson.

17 Caisson selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: A des moyens définissant dans l'élément de caisson le plus haut ( 15 c) une antichambre ( 84) apte à communiquer avec la cheminée ( 24); et B des moyens pous sélectivement isoler l'antichambre ( 84) de la

cheminée ( 24) pour que l'antichambre puisse constituer un sas de pression.

18 Equipement d'excavation sub-aquatique incluant le caisson défini

dans l'une quelconque des revendications 9 à 17, pour la mise en oeuvre du

procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce

qu'il comprend: A des moyens définissant dans le fond d'une étendue d'eau ( 10) un renfoncement ( 29) qui présente un rebord ( 95) sur tout le tour d'au moins une partie de sa paroi; B un caisson ( 14 a, 14 b) entièrement immergé et installé dans ledit renfoncement ( 29), le bord inférieur ( 60) de ce caisson étant en alignement vertical avec ledit rebord ( 95); C des moyens définissant à l'intérieur du caisson une chambre de travail en forme de cloche ( 22) comportant: ( 1) un fond ouvert en direction du fond ( 28) du renfoncement ( 29), et ( 2) un plafond fermé ( 48) permettant à la chambre ( 22) d'emprisonner un gaz respirable; et D un scellement d'étanchéité ( 30) formé entre le bord inférieur ( 60)

de la chambre de travail ( 22) et le rebord ( 95) du renfoncement ( 29).

19 Equipement d'excavation sub-aquatique selon la revnedication 8, caractérisé en ce que ledit scellement d'étanchéité comprend un bourrelet de béton ( 30) formé entre-le bord inférieur ( 60) de la chambre de travail ( 22)

et le rebord de renfoncement ( 29).

20 Equipement d'excavation sub-aquatique selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit scellement d'étanchéité comprend en outre une gaine de béton ( 32) entre la surface extérieure du caisson et la paroi du

renfoncement ( 29).