FR2630479A1 - Element porteur en morceaux a joints secs ou souples reunis par des galets a des cables de tension - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une poutre souple par morceaux de légèreté et résistance maximales à montage démontage et transport aisés. Elle est constituée de morceaux 1 séparés par des joints 2 suspendus à des câbles tendus 3 par des galets 4. La poutre selon l'invention est particulièrement destinée aux ouvrages de grande portée nécessitant une mise en oeuvre rapide ainsi qu'aux constructions parasismiques nucléaires ou spatiales.
Description
La présente invention concerne un élément de construction du génie civil et du bâtiment tel que poutre1 arc ou autre type de structure permettant de supporter des chargements et franchir des obstacles.
La capacité porteuse des poutres en béton classique est limitée par la résistance à l'écrasement par conpression du béton,commP å sa résistance à la fissuration par traction. La capacité porteuse des pieces de charpente métallique traditionnelle du commerce est limitée par le risque de déformation excessive des parties conprimées.
Par ailleurs1 la réalisation de poutres monolithiques classiques implique d'importants problèmes de mise en oeuvre dès que il s'agit de franchir des grandes portées entre appuis. Les problèmes concernés sont principalement la stratégie complexe et les moyens onéreux du lancement d'une grande poutre d'un appui à l'autre,ou bien les difficultés de manutention et de pose des tronçons par encorbellements successifs (methode très courante actuellement nécessitant un matériel de levage titanesque),ou bien encore la longue,délicate et coûteuse construction d'un cintre d'échafaudage prenlable,technique-déjà très ancienne.
En plus des problèmes de résistance et de construction évoqués,le poids propre de la poutre devient lui-meme rapidement un important facteur de limitation dès qu'il est question de poutre de grande longueur ou que l'on cherche a bâtir des structures superposées économiques.
En outre, il peut hêtre utile,dans certains cas,d'avoir à construire très rapidement un moyen d'accès provisoire par franchissement et de pouvoir disposer de ce moyen à tout moment et en tout lieu,meme lointain et autant de fois que nécessaire.Ce qui. pose les problème des possibilités de demontage,de la facilité du transport et de réutilisation.
L'élément de construction selon l'invention a pour objet de contribuer à répondre,au moins en partie,aux exigences et inconvénients précités.Le morcellement de la poutre en plusieurs tronçons juxtaposés à joints secs ou élastiques permet,en effet, de se libérer des problèmes de fissuration en privilégiant la déformatlon seulement au droit des joints prévus entre tronçons, ces tronçons étant quasiment indéformables vu leur faible longueur relativement à leur section.Le problème de la résistance à la compression du béton sera réduit par la mise en autocontainte-de la poutre sous chargement appliqué.En effet,en autocontrainte,contrairement à la précontrainte classique, le matériau n'est pas mis définitivement en compression avant tout chargement appliqué, nais seulement simultanément et proportionnellement à ce chargement.De cette fagon,l'autocompres- sion n'agit jamais seule et est modérée par la contrainte de chargement sinultanée,ce qui permet une plus forte marge de mise en compression sqns ècrasement,qu'en precontrainte classique.Le morcellement de la poutre selon la présente invention procure une souplesse mécanique maximale favorable au fonctionnement de l'autocontrainte tributaire des déformations de la poutre.Raideur aininale que ne peut atteindre une poutre nonolithique classique de meme nature à dimensions égalesDe plus, le morcellement permet,par lui-meme de repousser encore la limite d'écrasement localisé par la possibilité offerte de prévoir des cornières d'épaufrement aux angles les plus comprime dans le cas des joints secs d'une part.D'autre part,dans le cas des joint élastiques, il est probable qu'une redistribution de contraintes sur le béton évitera ou repoussera les épaufrements localisés tant que les deux morceaux contigus resteront encore séparés par le joint.
La conception de poutres par morceaux selon l'invention permet également une grande simplification de montage,notamment pour les grandes portées et franchissements difficiles. En effet1 les deux blocs d'appui étant ais en place prEalablement,les cables tendus entre ces deux blocs permettent de placer les divers éléments successifs composant la travée de la manière suivante.De l'un des appuis, on pose sur les cables deux morceaux solidarisés provisoirement de manière à constituer une sorte de chariot roulant sur les quatre galets ainsi reunis.Par tirage à partir de l'autre appui et roulement sur les cables,cet élément de poutre pourra ainsi etre facilement mis en place.Et ainsi de suite pour tous les autres morceaux de la poutres accouplés deux par deux pour les besoins du nontage,jusqu'à ce que toute la poutre soit ainsi assemblee.De meme un démontage non destructif est possible ainsi qu'un transport facile grâce à la faible dimension des morceaux leur légèreté ou encore à leur vidange ou remplissage sur place, les enveloppes restant seules à transporter.
Selon une première forme de réalisation, les morceaux de la poutre sont constitués par des blocs de béton,pierre,bois,carbone-carbone ou tout autre matériau entier. Ces morceaux peuvent etre également réalisés à partir de tronçons de profilés métalliques du commerce ou encore de plastique. Morceaux très rigides qui sont juxtaposés à joints secs ou séparés par des joints élastomeres en néoprene,tefflon ou d'une autre nature suffisamment élastique et résistante.Chaque-orceau repo6e sur des cables de suspension par l'intermediaire de galets à gorge fonctionnant comme des poulies de levage.Les cables de suspension sont du type cible de, précontrainte et ancrés dans deux plaques d-'appui disposées aux extrémités de la poutre,par cône d'ancrage et scellement classique des fils ou torons constituants. Sous chaque galet de suspension,il est prévu de petits contre-galets d'équilibrage permettant de s'opposer à tout déplacement parasitaire d'un morceau par rapport à son voisin et dû à d'éventuelles tendances au flambage, déversement,vrillage ou gauchissement au droit des joints ou encore soulèvement du morceau par effet d'approche de charge roulante, de continuité ou contre-fleche de précontrainte.
Selon une deuxième forme de réalisation,les morceaux sont consti- tués par des sacs remplis de terre,de matériaux morcelés, granuleux ou pulvérulents < résidus de récupération par exemple),ou encore tout autre matériau de remplissage suffisamment compacté.Les sacs sont suspendus aux cables de précontrainte par des étriers terminés par des galets.
Selon une troisième forme de réalisation, les morceaux constituant la poutre souple peuvent être réalisés par un fluide liquide ou gazeux sous enveloppe étanche souple et résistante,suspendue par un procédé analogue à celui présenté dans la réalisation précédente,tout autre mode de support restant toutefois envisageable.
Selon une variante des trois formes de réalisation précédentes, la tension préalable et quasiment constante de précontrainte classique est renplacée par une tension variable d'autocontrainte simultanée et proportionnelle aux efforts appliqués. La mise en tension se fera alors par un dispositif de fonctionnement mécanique,électrique ou électronique .Cette tension étant commandée autowatlquement par les déformations de la poutre et,en particulier par la rotation d'appui,un appareil d'appui spécial en tubes triangulés est alors prevu aux extrémités de la poutre.
Dans ce cas de mise en tension,le morcellement et les joints élastiques de la poutre procurent une souplesse très propice au bon fonctionnement de l'autocontrainte,les amplitudes des déformations étant plus accusées que pour une poutre monolithique classique.
Selon une autre variante possible,l'appareil spécial d'appui peut être évité grâce à un necanisme d'autocontrainte tributaire de l'amplitude de la flèche et non plus de celle de la rotation d'appui.
Selon une autre variante des réalisations précédentes, les câbles sont protégés contre la chaleur et une ampoule apparente en sous-face d'un morceau1 ou reliée à cette sous-face1peut déclencher une autocontrainte de secours permettant de libérer un supplément de résistance en cas d'incendie.Il suffit pour celà que le produit contenu dans l'ampoule soit sensible & la chaleur et explose à une certaine température.Le gaz obtenu agit alors sur un piston qui déclenche l'autocontrainte,compensant ainsi la perte de résistance par échauffement excessif.Lorsqu'on sait que des aciers noyés dans le béton peuvent faire éclater ce dernier par dilatation thermique localisée et que les allongements sont proportionnels å la longueur des éléments on mesure l'intérêt d'une poutre scindée en morceaux et armée d'aciers extérieurs protégés.
Selon une quatrième forme de réalisation, il s'agit d'un arc en morceaux, armé sur chaque face de trois câbles croisés de principe de fonctionnement identique à celui des poutres précédentes.
Selon une cinquième forme de réalisation,il s'agit d'une poutre curviligne composée d'une membrure supérieure constituée par une voûte de conception analogue à l'arc précité.La membrure inférieure est une nappe curviligne de câbles ou faisceaux de câbles de courbure inverse à celle de la -voQte. L'bme de cette poutre est réalisée par un fluide (gaz plus léger que l'air par exemple,pour profiter de la poussée ascension nelle)sous enveloppes juxtaposées disposées en plusieurs rangs superposés,de manière à remplir tout l'intervalle compris entre voûte et câbles, ainsi que les intervalles séparant vôute et tablier.Dans cette forme assez particulière de réalisation composée, la voûte fonctionne comme une poutre curviligne fléchie sur support élastique et soumise en plus à une compression par effet d'arc.L'ensemble,coDbine avec un procédé classique de pont suspendu par tirants ancrés sur appuis,deurait autoriser des longueurs de franchissements entre appuis encore jamais atteintes à ce jour et vraisemblablement supérieures aux 3 kilomètres du record actuel.Ceci, principalement par le fait du gain de poids propre sur les procedés usuels.De plus, ce cas de voûte composée par morceaux devrait permettre un processus de construction assez aisé malgré les distances à parcourir, grâce au tirage ,en première phase,des câbles d'un appui à l'autre offrant un chemin de roulement pour l'installation du premier rang de morceaux qui surmonté d'un platelage adéquat pourra constituer une base de travail pour les phases ultérieures du montage.
Pour la mise en oeuvre des rangs suivants, on pourra méme envisager de réceptionner les enveloppes vide au chantier pour les remplir sur place.
L'acheminement et la pose des élements par hélicoptères ne paraissent, dès lors,pas forcement utopique eu égard aux qualites de légèreté et de peu d'encombrement offertes par le procédé selon l'invention. Procédé dont les principes furent probablement inspirés, plus ou moins consciemment d'ailleurs,des jeux de construction pour enfant ou de dominos, peut-être aussi des voûtes romaines, mais plus cértainement encore du presse-livres dont il recèle les poussées d'extrémités, les livres maintenus droits jouant le roule des morceaux et l'entablement support des livres figurant la suspension des morceaux par les câbles
Selon une variante de la poutre par morceaux, ceux-ci peuvent être des réservoirs cylindriques remplis de gaz, séparés par d'autres réservoirs concaves épousant le contour des précédents et remplis de liquide.Un antifriction pernanent tel qu'un vernis glissant permet,aux joints, les déplacements relatifs des réservoirs contigus. Les morceaux concaves supportent, par exemple, une vofle de roulement vouée aux trépidations. Le liquide contenu permettra d'absorber,en déformations horizontales amorties par l'ensemble de la poutre et donc moins pertubatrices,une partie des vibrations verticales consécutives à la charge roulante.
Selon une variante de la poutre par morceaux, ceux-ci peuvent être des réservoirs cylindriques remplis de gaz, séparés par d'autres réservoirs concaves épousant le contour des précédents et remplis de liquide.Un antifriction pernanent tel qu'un vernis glissant permet,aux joints, les déplacements relatifs des réservoirs contigus. Les morceaux concaves supportent, par exemple, une vofle de roulement vouée aux trépidations. Le liquide contenu permettra d'absorber,en déformations horizontales amorties par l'ensemble de la poutre et donc moins pertubatrices,une partie des vibrations verticales consécutives à la charge roulante.
Selon une variante de l'arc par morceaux, ces derniers peuvent hêtre tous cylindriques et tangents le long d'une génératrice,les morceaux d' appuis étant obligatoirement en beton,en pieds d'arc.
Selon une dernière forme de réalisation, celle-ci très spéciale,de construction souple par morceaux, la structure est un réservoir de fluide etanche,divisé en plusieures tranches superposées, séparées par des joints destinés à assurer par dilatation la régulation de la pression intérieure et l'évacuation du fluide excédentaire.
Les dessins annexés illustrent l'invention
La figure 1 represente.en elevaticn.la poutre souple par morceaux
selon l'invention.
La figure 1 represente.en elevaticn.la poutre souple par morceaux
selon l'invention.
La figure 2 représente,er, coupe une section massive des blocs
constitutifs de la poutre souple.
constitutifs de la poutre souple.
La figure 3 represeate.en coupe la section des tronçons de
charpentes pouvant également constituer la poutre souple.
charpentes pouvant également constituer la poutre souple.
La figure 4 indique,en coupe.la disposition par rapport au câble
des galets porteurs et stabilisateurs des divers morceaux de la poutre.
des galets porteurs et stabilisateurs des divers morceaux de la poutre.
La figure 5 montre,en elévation,l'allure de la poutre déformée par
contre-fleche sous précontrainte classique.
contre-fleche sous précontrainte classique.
La figure 6 représente,en élévation, la poutre en terre ensachee.
La figure 7 représente,en coupe,une section à travers un sac de la
poutre en terre.
poutre en terre.
La figure 8 represente.en pers?ective,un appareil d'appui en tubes
pour la variante à autocontrainte par rotation d'appui.
pour la variante à autocontrainte par rotation d'appui.
La figure 9 représente chématiquement,en élévation, le principe de
commande mécanique de la mise en tension des câbles d'autocontrainte à
partir de la flèche mediane de la poutre souple par vissage des ecrous te) entraînés par le cable (c) et la poulie (p).
commande mécanique de la mise en tension des câbles d'autocontrainte à
partir de la flèche mediane de la poutre souple par vissage des ecrous te) entraînés par le cable (c) et la poulie (p).
La figure 10 montre,en élévation le principe d'armature d'un arc souple par morceaux.
La figure 11 représente schematiquement, en élévationle principe d'une poutre curviligne composée par morceaux.
La figure 12 représente,en élévation, une variante de poutre souple par morceaux amortisseurs.
La figure 13 représente,en élévation, une variante d'arc souple par morceaux cylindriques.
La figure 14 représente,en perspective cavalière. un reservoir souple par morceaux.
La figurelS représente,en coupe un détail des joints du réservoir.
La poutre souple représentée sur les figures 1 et 2 est consti -tuee de blocs pleins (1) juxtaposés à joints secs ou séparés par dcs joints élastiques (25.Sur chaque face de la poutre,un câble (3) tendu par précontrainte.ou autocontrainte automatique,supporte et reunit les blocs (1J a l'aide des galets à gorge de suspension (4).Au > :: deux extrémités de la poutre,des plaques metalliques t) supportent le dispositif d'ancrage/des câbles (3),ainsi que le mécanisme de mise en tension dans le cas du mode de réalisation par autocontrainte automa- tique.Sur la figure apparaissent également les contre-galets (7) d'équilibage.Ges derniers sont de petits galets à gorge placés sous chaque galet de suspension (4).Ces contre-galets (7) peuvent également etre remplacés par deux contre-galets au lieu d'un seul,ces contregalets étant solidarisés par un petit chassis comme le boggie d'un wagon.Boggie pouvant pivoter librement autour d'un axe horizontal et présentant un Jeu minimal avec le câble < 3) de manière à épouser toute direction du cable < 3) sans la gêneur dans le plan vertical,tout en assurant l'équilibrage du morceau (1) pour les autres directions.
Sous la tension du câble < 3),la flexion de la poutre est telle que les joints -(2 > tendent à s'ouvrir vers le haut.Alors que sous le chargement applique à la poutre,la flexion est inverse et les Joints (2) tendent alors à s'ouvrir au contraire vers le bas. La composition de ces deux flexions inverses permet d'atteindre,par un procédé classique de superposition de contraintes, la capacité de résistance recherchée, favorisée par les grandes déformations possibles de la poutre souple,les morceaux (1) étant maintenus dans toutes les directions par les galets.
(4) et (7).
Dans la forme de réalisation selon la figure 3, les différents arceaux constitutifs (1) sont construits à l'aide de tronçons de profilés (8) metalliques ou plastique1moisés par cordons de soudure ou autre procédé d'assemblage et terminés par deux tympans plats d'extre- site verticaux (9 > .
Dans les deux cas de réalisation ci-dessus,la faible longueur des morceaux < 1) par rapport à leur section transversale permet d'obtenir des morceaux quasiment indéformables, relativement toutefois aux sensibles déformations concentrées au droit des joints (2) entre morceaux (1).
Le détail des galets < 4) et (7) apparaissant sur la figure 4, montre comment la gorge du galet (4) et celle du contre-galet (7) emprisonnent latéralement le cable de suspension (3).Un étrier de fixation (19) relie à l'axe du galet (4) maintient l'axe du contre-galet (7)*Disposition qui permet aux galets (4) et (7) de s'opposer à une eventuelle ouverture latérale des joints (2) par flambage ou autres effets parasites déjà évoqués.Une surtension unilatérale du câble peut d'ailleurs etré déclenchée côté ouverture,si besoin est,par un dispositif d'autocontrainte automatique sensibilisé aux ouvertures de ce type.De plus, le contre-galet (7) permet de s'opposer à toute tentative de soulèvement discontinu ou excessif d'un morceau (1) par rapport à ses voisins. Cas non exclus et dont les causes possibles ont été énumérées Seules, les rotations des morceaux (1) autour d'axes normaux à leurs face latérales sont ainsi autorisées par le système des galets (4) et (7). Rotations qui engendrent la flexion classique de la poutre dans son plan vertical,selon l'inertie maximale pour laquelle elle a été conçue.
La poutre souple représentée sur la figure 5,est déformée par la mise en tension du câble (3) et met en évidence les seules possibiltes de déplacements admises dans ce cas de sollicitation pour les morceaux (1).Ces déplacements sont tels que les Joints (2) entre morceaux (1) ne s'ouvrent que vers le haut et qu'aucune discontinuité prononcée n'apparait entre morceaux (1) contigus,gr & e & l'action conjointe des galets (4) et (7).
La poutre souple représentée sur les figures 6 et 7 comporte des morceaux (10) courants constitués par des sacs résistants contenant des matériaux morcelés, granuleux ou pulvérulents, suffisamment compactés. Ces morceaux (10) peuvent être également constitués d'un fluide sous enveloppe étanche souple et suffisamment résistante. Dans ces formes de réalisations les morceaux de rive (ll),formant blocs d'appui rigides, sont en béton dans tous les cas et se terminent par des plaques d'anorages (5) comportant fixation des câbles (3) et dispositif de mise en tension, dans le cas de l'autocontrainte-automatique.Dans ce mode de réalisation, les morceaux (10) et (11) sont supportés par en dessous par des étriers (12) suspendus aux câbles (3) par les galets à gorge (4).
Comme dans les modes de réalisation precedents,des contre-galets (7) contribuent à l'équilibrage des morceaux (1) dans tous les cas de sollicitations parasitaires. Avec une raison supplémentaire de soulève ment,toutefois,qui est la poussée ascensionnelle dans le cas d'un remplissage des enveloppes (10) par un gaz plus léger que l'air et pour des morceaux (1) très volumineux d'enveloppes très légères.
Sur la figure 7 on voit comment l'âme des étriers (12) placée dans le joint (2) est constituee par un fer plat (13) intercalé entre les morceaux (10) ou < 11).Cette disposition permet aux étriers (12) de conserver leur position intercalaire entre les morceaux (10) ou (11) quelles que soient les sollicitations subies par ces morceaux et leurs positions relatives. Ce mode de réalisation par fluide peut procurer une souplesse de fonctionnement,une élasticité,ainsi qu'une légèreté assez performantes et devrait permettre une mise en oeuvre aisée et rapide.
L'appareil d'appui (14) en tubes triangulés représenté sur la.
figure 8 permet la nise en tension des câbles (3) de la poutre souple dans le cas d'un procédé de tension par autocontrainte automatique.
Dans la forme de réalisation spéciale de structure souple par morceaux selon figure 14, il s'agit d'un réservoir de fluide étanche à hauteur variable,composé de tranches (1) superposées et séparées par des joints'(2) en forme de tubes aplatis par écrasement.Les cerces (15) de précontrainte classique compriment la paroi et les câbles verticaux (3),formant tirants, relient entre elles les diverses tranches (1) du réservoir par précontrainte ou par une autocontrainte automatique ,proportionnelle à l'augmentation éventuelle de l'épaisseur (16) des joints (2), donc proportionnelle à la pression intérieure du réservoir mesurable par capteurs intérieurs.
La figure 15 précise le fonctionnement du joint (2).Lorsque la pression augmente à l'intérieur du réservoir, les tranches (1) tendent à s'élever écartant les joints < 2) qui tendent ainsi à s'arrondir selon la forme (17).Le joint (2) transformé en conduit périphérique creux (17), reçoit alors le fluide intérieur excédentaire par les orifices (18) ménagés sur la face du joint (2) intérieure au réservoir et munis de valves de non retour. Fonctionnement assez semblable à celui d'une chambre à air de véhicule. Le fluide est ensuite évacué dans une cuve spéciale de vidange å l'aide d'une vanne de purge ponctuelle ménagée d'une manière strictement étanche dans la face du joint (2) exterieure au réservoir; La pression diminuant par augmentation de volume du réservoir et perte de fluide,les tranches (1) tendent à se rapprocher à nouveau par gravite sous le poids de la structure et par réaction des câbles (3).Le joint (2) reprend alors sa forme primitive aplatie par écrasement,chassant ainsi dans la cuve de vidange le reliquat de fluide aspiré.
La poutre souple selon l'invention est particulièrement destinée à tout type de construction où le poids propre de la structure joue un rôle contraignant et trop limitatif.Les très grands franchissements et les ouvrages superposés économiques sont donc tout spécialement visés par la présente invention et devraient bénéficier des possibilité de légèreté offertent par la poutre souple.Légèreté qui en fait la caractéristique prépondérante.
S'agissant de la souplesse inherente à la conception par morceaux et joints élastiques, la poutre souple trouvera tout naturellement des applications chaque fois que d'importantes déformations de flexion pourront solliciter la poutre.C'est,par exemple,le cas de structures soumises à des chocs violents à prevoir en milieux industriel ou en prévention et sécurité. C' est le cas également de l'autocontrainte qui nécessitera pour fonctionner des rotations d'appui ou fleches importantes,son déclenchement étant tributaire de l'amplitude de ces déformations.
Dans le cas de tension des câbles par précontrainte classique, le gain de résistance dû au morcellement devrait prédestiner la poutre souple au support de fortes charges ou charges dynamiques. Les ponts roulants, les ponts de chemin de fer, Les ponts militaires pour passage de véhicules très lourds pourraient être des exemples d'applications.
Dans le cas de la mise en tension des câbles par autocontrainte automatique proportionnelle aux déformations subies sous efforts appliqués, le gain de résistance par rapport à la précontrainte classique devrait permettre de trouver des applications performantes dans les cas de très grands franchissements sous fortes surcharges roulantes.
La mise en oeuvre aisée et rapide de ponts ou passerelles propre au lancement de poutre par câbles tendus en première phase,supportant un chemin de montage pour les autre éléments de la future poutre,devrait trouver application pour le secours en montagne, le sauvetage d'occupants d'IGH par hélicoptères en cas d'incendie,le passage de troupes en terrain accidenté, 1' interve;tion de commandos ou du GIGB,par exemple, d'un immeuble å un autre, ou encore les secours en mer, du bateau naufragé au navire sauveteur.
La légèreté des morceaux et leur peu d'encombrement en facilitant le transport,la poutre souple selon l'invention devrait trouver des applications chaque fois que l'on a besoin d'emporter des éléments de franchissement sans pour autant surcharger notablement l'équipement à prévoir. Dans le cas,par exemple,d'expeditions lointaines en région difficile, le transport des éléments d'un pont ou d'une passerelle par morceaux ne devrait pas poser de problèmes majeurs.En effet, il suffirait de se munir des sacs et des morceaux de rive, la terre de remplissage pouvant etre trouvée sur place neme,dans le cas d'enploi de poutre à réservoirs de fluide,ce dernier pourrait suivre par camion citerne ou simples réservoirs embarqués,les enveloppes étant emportées et remplies sur place. Et si le fluide de remplissage prévu est des l'air ou de l'eau,alors il suffira d'emporter seulement enveloppes et compresseurs ou plus simplement des pompes ou soufflets électriques, le contenu pouvant etre trouvé in situ,selon la région traversée.
La facilité de démontage par morceaux intacts permettant une récupération non destructive et une réutilisation sans problème,de même que les possibilité d'un montage aisé1 devrait intéresser plus particulièrement les services du génie militaire ou encore les équipes d'exploration du grand nord ou de l'himalaya,pour le passages de crevasses importantes, par exemple, évitant ainsi des efforts perilleux et accroissant les moyens d'investigation.
La légèreté jointe à la souplesse de la poutre par morceau selon l'invention présentent également des caractéristiques favorables & la prévention parasismique pour les raisons suivantes. Cette souplesse,en particulier dans le cas de câbles tendus par autocontrainte automatique,rend la poutre par morceaux selon l'invention apte à la conception d'ouvrages parasismiques du fait de son aptitude à l'absorption sans rupture des vibrations et ébranlements inherents aux tremblements de terre. Des tensions contraires d'amortissement peuvent demie etre déclenchées par un dispositif adequat,en opposition aux déformations subies.La deuxième raison de l'adéquation de la poutre souple aux constructions parasismiques est sa.légèreté,sachant les ravages si meurtriers causés par les chutes de matériaux pondéreux, lors de l'effondrement d'ouvrages lourds très fréquent au cours des séismes importants.
En outre,les poutres remplies de fluides selon la presente lnvention,pourraient trouver des applications dans d'autres secteurs comme le sport nautique,l'aéronautique ou encore l'aérospatiale qui,en particulier,emploie encore des matériaux traditionnels dans un secteur qui est pourtant bien loin de l'être, aussi bien pour les lanceurs que pour les satellites et,principalement,les futures stations expérimentales et stratégiques à construire dans l'espace.
En genie nucléaire,l'HDF a envisagé de remédier au cas critique de la fusion du coeur du réacteur d'une centrale,en prévoyant des sortes de *soupapes" pour abaisser la pression dans l'enceinte de confinement par échappement de gaz radioactifs Un bassin spécial filtrant est prévu pour réduire le taux de nocivité des gaz ensuite libérés dans l'atmosphère.
Un article paru dans la presse du 6/6/87 precise qu'il est admis qu'au delà d'une pression interne de 10 bars,des fissures s'ouvrent dans les parois de beton de l'enceinte et que le gaz polluant s'échappe abaissant ainsi la pression intérieure. Il semble que le risque demeure cependant du fait que des fissures méme refermées peuvent porter atteinte à l'étanchéité parfaite de la paroi nécessaire à la protection des armatures qui en font sa résistance.Par ailleurs, les "soupapes" actuellement envisagées pour évacuer le gaz,seraient des vannes fixées sur des tubes traversant toute la paroi de béton, ce qui risque de poser un problème d'étanchéité au contact de la périphérie du tube avec le béton de la paroi.D'autant que l'évidement à ménager dans cette paroi pour le passage du tube demeure un point faible,surtout pour une paroi sollici- tee en régime de fissuration.En effet,on sait qu'un trou dans la région tendue d'une plaque est propice à la formation d'une microfissuration pouvant engendrer des amorces de fissures d'où partiront des fissures rayonnantes du bord du trou.Et celà,est d'autant plus probable que le diamètre du trou sera petit par rapport b l'épaisseur de la plaque.Or, celà parait être le cas des "soupapes" envisagées, puisqu'il s'agit d'un trou d'une trentaine de centimètres de diamètre percé dans une paroi de plus d'un mètre d' épaisseur. Aussi,sous réserve d'une étude plus approfondie, il semble que les éléments de construction par morceaux proposés dans la présente invention pourraient peut- & re apporter quelques contributions ou inspirer quelques solutions palliatives å ce problème de sécurité limite qui préoccupe,å raison,les specialistes de l'EDF et du CEA.Car, selon cette même presse, "l'accident de Three Bile lsland et le drame de Tchernobyl ont montré que la principale menace de pollution réside dans l'explosion du bâtiment abritant le réacteur".
Supposons donc que l'enceinte de confinement des gaz radioactifs soit conçue d'apres le réservoir souple par tranches selon l'invention, réservoir à hauteur variable et joints d'évacuation périphériques, tel que décrit précédemment. Il a été indiqué que ces deux caractéristiques du procédé, variation de hauteur et évacuation des gaz excédentaires, devaient rendre possible,en principe,un retour à la pression de service et donc aux conditions de fonctionnement normales en évitant les complications majeures telles que macrofissuration de la paroi,fuites massives dangereuses ou explosion de l'enceinte.Restant encore à effectuer,les opérations de décontamination,de tests mécaniques et ttanchéité des joints ainsi sollicités.Il a été explique comment,dans cet ouvrage par morceaux selon l'invention, les joints pouvaient jouer un rôle essentiel.Encore faudrait-il trouver pour ces joints un matériau répondant aux problèmes de sollicitation,déformation,élasticité,fatigue et vieillissement requis dans ce cas particulier des plus contraignants.
Cas donc tributaire d'une recherche préliminaire d'un matériau de joint adéquat et d'une étude de son étanchéité aux radiations nucléaires,y compris les interfaces du joint avec le béton.Etude expérimentale qui concerne d'abord les spécialistes des matériaux synthétiques, autant que les spécialistes de la propagation des ondes et produits radioactifs. On mesure l'importance de cette étude à la triste nemoire de la perte de la navette spatiale américaine causée par un joint défectueux,en dépit des plus minutieux préparatifs de la JASA, pourtant de compétence mondialement reconnue en la matière.
Claims (9)
1) Elément de construction pour support de charges et franchissement caractérisé en ce qu'il est constitué de morceaux (1) séparés par des joints (2) et réunis par des galets (4) de suspension et des contre-galets (7) d'equilibrage à des câbles (3) tendus aux deux extrémités de 1' élément.
2) Elément selon revendication 1 caractérisée en ce que la tension des cables (3) est obtenue par précontrainte classique.
3) Elément selon revendication 1 caractérisée en ce que la tension des câbles (3) est obtenue par un dispositif mecanique, électrique ou électronique dtautocontrainte automatique simultanée et proportionnelle à la déformation de la poutre, un appareil d'appui (14) pouvant compléter le dispositif.
4) Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes caracterisée en ce que les morceaux (1) sont constitués par des tronçons de charpente métallique (8) ou plastique formant caisson obturés aux deux extrémités par des plats (9) de contact entre les morceaux (1).
5) Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les morceaux (1) sont séparés par des joints elastiques (2).
6) Elément selon la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisée en ce que les morceaux (1) sont constitués par des sacs (10) contenant des matériaux morcelés granuleux ou pulvérulents suspendus aux c- bles (3) par des étriers (12) d'âme (13) disposée entre les sacs (10) et des galets (4) et (7) d'axes fixés aux étriers (12), en rive les sacs (10) sont remplacés par des blocs d'appui (11) en béton.
7) Elément selon la revendication 6 caractérisée en ce que les morceaux (1) sont constitués par un fluide sous enveloppes étanches (10).
8) Elément selon revendication 1 caractérisée en ce que ses câbles de suspension (3) sont thermiquement protégés et qu'il comporte un dis positif de commande d'une autocontrainte de secours muni d'une ampoule de gaz détonant sensible à- la chaleur.
9) Réservoir de fluide utilisant des éléments conformes å la revencation 1 caractérisé en ce que les tranches superposées (1) sont séparées par des joints (2) en forme de tubes aplatis. au repos comportant en position d'ouverture (17) un dispositif d'echappement du fluide et des orifices (18) munis de valves débouchant à l'intérieur du réservoir.
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| FR2630479B1 (fr) | 1990-07-13 |
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