FR3037089A1 - Dispositifs et procedes de fabrication pour structure flottante de grandes dimensions - Google Patents

Abstract

La présente invention couvre une structure flottante de grandes dimensions qui répond aux besoins d'extension des activités des villes côtières. La conception architecturale et technique résultant de la présente invention permet de loger, plusieurs milliers d'habitants tout en attirant de nombreux visiteurs et clients pour habiter, travailler, et profiter des équipements de loisirs variés. Cette cité marine autonome en énergie, non polluante et respectant l'environnement constitue un exemple de développement durable. Chaque composant de la structure de la barge assure un maximum de fonctions : structurelles, fonctionnelles, écologiques et architecturales. En concentrant dans un seul complexe l'ensemble des activités d'une ville il est plus facile et plus économique de régler tous les problèmes de développement durable et de sécurité que dans l'habitat au bord de littoral.

Description

1 DISPOSITIF ET PROCEDE DE FABRICATION POUR STRUCTURE FLOTTANTE DE GRANDES DIMENSIONS Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine des structures flottantes de grande dimension. Plus précisément, l'invention concerne une le artificielle flottante qui est autonome en énergie et respectant l'environnement. Etat de la Technique La réalisation dies artificielles flottantes sous forme de barges ou de plateformes offshore à vocation immobilière touristique, nécessite de résoudre de nombreux et différents problèmes dont notamment : - le choix de formes et d'aménagements recherchés par les clients, basés sur des études de marché garantissant un taux de remplissage élevé ; - la réalisation d'études permettant de régler tous les problèmes techniques et de justifier la faisabilité du concept ; - l'étude d'ancrage de la barge qui conditionne la faisabilité technique ; - la construction du flotteur de grandes dimensions, difficilement réalisable dans les chantiers navals existants.

Ainsi, la barge flottante doit s'adapter aux différents types d'implantations et d'ancrage, tels : - en le autonome implantée au large des côtes et accessible par bateaux et hélicoptère (barge ancrée par câbles et chaînes pour des grandes profondeurs ou reposant sur piles - jacket) ; - en le reliée au rivage par un tunnel et/ou une passerelle (plate-forme sur piles). Chaque type d'ancrage de la barge flottante doit faire l'objet d'études tenant compte de la zone d'implantation, notamment la distance par rapport au rivage, la profondeur de la mer, le vent, le courant, la houle, les marées, et les montées des eaux. 3037089 2 Par ailleurs, la structure flottante doit résister dans des conditions extrêmes. Aussi, pour garantir une durée de vie supérieure à 100 ans, la structure du flotteur doit avoir une bonne résistance à la corrosion et une très bonne étanchéité. De plus, une le artificielle formant une cité marine destinée à plusieurs milliers 5 d'habitants, touristes, visiteurs et personnel, doit avoir un accès facile (piétons, voitures, bateaux, hélicoptère nécessitant un port pour ferry et bateaux de plaisance et un héliport). La sécurité est un point majeur et la structure doit bénéficier d'une tenue au feu conforme aux normes, et permettre une évacuation rapide (bateaux - ferry de 10 sauvetage) en cas d'accident ou d'incendie. Il doit aussi y avoir une mise en conformité des installations avec les normes de développement durable et d'économie d'énergie. La production et l'autonomie d'énergie doivent pouvoir être obtenue par éoliennes, panneaux solaires thermiques et photovoltaïques, groupes électrogènes, et/ou carburant non polluant (CO2 ± = 0). 15 De telles lles doivent être construites dans le respect de l'environnement, avec la filtration des eaux usées, la production et le stockage d'eau potable, le traitement des déchets. Aussi, la réalisation des structures destinées à supporter les panneaux photovoltaïques, thermiques, et les verrières qui doivent s'intégrer dans l'architecture 20 monumentale des cités marines recevant le public, doivent faire l'objet d'études particulières, dont entre autres l'optimisation du poids et du coût. Enfin, l'accès à la mer doit se faire en toute sécurité pour les habitants (piscines flottantes, bateaux de plaisance). 25 La demande de brevet FR28780865 de CCERET Engineering par le même inventeur Richard Dziewolski que la présente demande, décrit une barge destinée à former une lle artificielle flottante, servant, dans une application préférée, de complexe immobilier à vocation touristique entièrement intégré, implanté en site marin ou assimilé (lac, marécage, etc.).

Cependant, cette barge ne répond pas en totalité aux impératifs précédemment décrits. Et des améliorations sont proposées dans la présente demande.

3037089 Résumé de l'invention La solution décrite vise à apporter des améliorations au dispositif présenté dans l'art antérieur afin de réduire le coût global de fabrication. Pour atteindre cet objectif, la présente invention propose différents dispositifs et 5 procédés permettant d'augmenter la résistance de la barge, faciliter la construction du flotteur, permettre l'accès à la mer aux habitants et touristes, faciliter la mise en conformité des installations avec les normes de développement durable et d'économie d'énergie et proposer une variante d'ancrage de la barge. Ainsi les améliorations proposées portent sur : 10 - le remplacement de contreventements par une structure tridimensionnelle en forme de coupole supportant des panneaux solaires, permettant la réduction du poids de l'acier et simplifiant le montage ; - une structure supportant la verrière de l'atrium (réf. 11 figure 3) plus résistante supportant une verrière et un belvédère ; 15 - un nouveau procédé de construction d'un flotteur de grande dimension en structure mixte acier-béton ; - une protection de la barge contre le choc des bateaux et d'objets divers, par des plages, des pontons, des piscines flottantes assurant plusieurs fonctions ; - un dispositif d'ancrage de la barge par câbles complété par une nouvelle variante.

20 Ainsi, un premier objet (A1) de l'invention est une structure tridimensionnelle avec une nappe de treillis multidirectionnels en forme de coupole pour la partie courante. Cette structure dans une implémentation préférentielle, est supportée par 6 béquilles fixées sur les bras de la barge et 48 poteaux inclinés fixés sur la structure inférieure, le tout constituant un ensemble rigide permettant : 25 - d'augmenter la résistance de la barge et supprimer les contreventements prévus dans le brevet précité ; - de supporter les efforts du vent extrême (250 à 300 km/h) ; 3037089 - de supporter les réactions verticales et horizontales du belvédère ; - de supporter les panneaux photovoltaïques pour la production d'électricité, et thermique pour le chauffage de l'eau ; - de jouer le rôle de brise-soleil pour la verrière située au-dessous éclairant l'atrium 5 - d'assurer l'évacuation des personnes occupant le belvédère à l'aide des escaliers de secours implantés au-dessus ; - de jouer le rôle de parapluie permettant de collecter les eaux pluviales pour utilisation future ; et - de simplifier le montage et limiter le coût.

10 Un deuxième objet (A2) de la présente invention est une structure tridimensionnelle avec une nappe ayant une géométrie permettant une bonne résistance au voilement des parois et permettant : - de supporter la verrière d'un atrium central ; 15 - de supporter les réactions verticales et horizontales d'un restaurant panoramique belvédère, situé au sommet de la barge ; - d'assurer la stabilité transversale du mât central, ce dernier jouant le rôle, en phase de montage, d'implantation de la grue et en phase d'exploitation de supporter le poids d'un belvédère, d'ascenseurs panoramiques, d'escaliers de secours et du passage de fluides 20 et de câbles ; et - de simplifier le montage et limiter le coût. Un troisième objet (A3) de l'invention concerne un procédé de construction d'un flotteur de grandes dimensions, supérieur à 100 m, ce qui est difficilement réalisable 25 dans les chantiers navals actuels. Le procédé est innovant en ce que le flotteur est décomposé en plusieurs éléments réalisés en structure mixte acier béton, préfabriqués en usine et assemblés en flottaison dans un site de construction, de faible tirant d'eau, mais tout en assurant une bonne étanchéité, une excellente résistance à la corrosion, et permettant la réduction du poids d'acier par rapport aux grands paquebots réalisés en 30 acier. Le montage de ces structures tridimensionnelles de grande portée, à double courbure, composées de petits éléments (noeuds + barres) qui sont assemblés sur 3037089 chantier, est particulièrement complexe étant donné le nombre de différents éléments de la structure et de la couverture possédant des dimensions variables à assembler et devant assurer l'étanchéité.

5 Un quatrième objet (A4) de la présente invention concerne des plages-pontons, formant des piscines et fixées sur des digues tout autour de la barge. Ces plages-pontons sont fixées à l'aide de joints articulés assurant le réglage de tirant d'eau. Ces plages-pontons sont reliées entre elles au fond par des filets disposés horizontalement et, du côté mer, par des câbles et des filets disposés verticalement. L'ensemble forme 10 des zones de baignades, et assure plusieurs fonctions : - la protection contre des chocs de bateaux et autres objets flottants divers ; - être des brise-lames réduisant les nuisances des vagues ; - la protection des zones de baignade, de noyade, contre les requins, les méduses et la pollution par hydrocarbures.

15 Un cinquième objet (A5) de l'invention concerne une variante d'ancrage par un dispositif par piles ou jacket. Cet ancrage a pour but la réduction des mouvements de la barge dans le cas de liaison avec le littoral par tunnel et passerelle. Les piles supportent les charges horizontales et verticales résultant de surcharges additionnelles 20 d'exploitation et des charges climatiques. La structure faisant l'objet de la présente invention peut s'adapter aux différents types d'ancrages étudiés en fonction des marées et montées des eaux, résultant d'un réchauffement de la planète. Elle peut également être dimensionnée pour supporter des efforts dus à un tsunami. Dans ce dernier cas la profondeur de la mer doit être supérieure à 60 m et les efforts doivent 25 être définis par essais en bassin. La figure 8 représente des compartiments prévus dans le flotteur pour loger différents dispositifs de liaisons adaptés au type d'ancrage de la barge (avec ou sans réglage du tirant d'eau). Ainsi, l'invention concerne une structure tridimensionnelle comprenant une nappe 30 de treillis multidirectionnels en forme de coupole, la coupole étant supportée par une pluralité de béquilles, la structure comprenant de plus une pluralité de poteaux inclinés fixés sur la partie inférieure de la structure, la structure étant caractérisée en ce qu'elle 3037089 6 est composée de tranches préfabriquées, chaque tranche préfabriquée comprenant deux membrures cintrées, des traverses, et des diagonales. Avantageusement, chaque béquille est une tranche préfabriquée dont les épures sont constituées par rotation d'un arc tournant autour d'un axe vertical d'un angle 5 modulaire égal à 360/n. Dans un mode de réalisation, les traverses sont des tubes carrés ou rectangulaires, et les diagonales sont des tubes ronds. Avantageusement, les membrures cintrées sont obtenues par rotation autour d'un axe vertical d'un arc mis à l'envers obtenu par cintrage à chaud des tubes carrés.

10 Dans une variante d'implémentation, la structure comprend un réseau de chéneaux d'eau pour récupération de l'eau de pluie. L'invention concerne aussi une barge comprenant la structure tridimensionnelle telle que décrite. Dans une implémentation de la barge, la structure tridimensionnelle comprend six béquilles fixées sur des bras de la barge et quarante huit poteaux inclinés, 15 le tout constituant un ensemble rigide permettant d'augmenter la résistance de la barge. Dans une réalisation, la nappe de treillis multidirectionnels a une géométrie permettant de supporter une verrière d'atrium double vitrage, cette nappe pouvant être incluse dans une barge. La barge peut comprendre des moyens pour former une ile artificielle flottante.

20 Ces moyens comprennent au moins : - un flotteur de grandes dimensions en structure mixte acier-béton, ledit flotteur comprenant des éléments préfabriqués assemblés par joints de chantier ; - des plages, pontons ; et - un système d'ancrage de la barge dans des piles-jackets permettant de réduire les 25 déplacements de la barge. L'invention concerne aussi un procédé de construction de flotteurs de grandes dimensions en structure mixte acier-béton, comprenant les étapes de : - réaliser dans une usine des éléments préfabriqués pour le flotteur, chaque élément étant décomposé en plusieurs tronçons préfabriqués, dont les dimensions sont 3037089 7 choisies en fonction du type de transport utilisé entre l'usine et un yard d'assemblage, et où chaque élément à venir en contact direct avec l'eau de mer est constitué d'une structure mixte acier-béton ; et - assembler les éléments préfabriqués par joints de chantier. Description des figures Différents aspects et avantages de l'invention vont apparaltre en appui de la description d'un mode préféré d'implémentation de l'invention mais non limitatif, avec référence aux figures ci-dessous : 10 La figure 1 illustre la structure de la présente invention incluant les dispositifs d'amélioration ; La figure 2 représente le schéma en perspective de la coupole de la figure 1 ; La figure 3 illustre le principe de préfabrication en tranches de poutres de la structure de la figure 1 ; 15 La figure 4 illustre le principe d'assemblage par goussets des tranches de la figure 3 ; La figure 5 représente un schéma en perspective de la structure supportant la verrière de l'atrium ; La figure 6 représente le principe de la préfabrication de la structure supportant la verrière de l'atrium ; 20 La figure 7 représente les détails d'assemblage de la structure de la figure 1 ; Les figures 8a et 8b illustrent le double-fond du flotteur de la barge décomposée en éléments préfabriqués ; Les figures 9, 10 et 11 illustrent le principe d'assemblage des éléments préfabriqués représentés sur les figures 8a et 8b 25 Les figures 12 à 15 illustrent sous différentes vues, coupes et perspectives les plages - 3037089 pontons de la présente invention ; Les figures 16 ,17 et 18 représentent le principe de liaison de la barge avec les piles - jackets.

5 Description détaillée de l'invention La présente invention propose d'améliorer la structure décrite dans l'art antérieur. Ainsi, il n'est pas repris la description des éléments communs au dispositif connu, et seuls les éléments d'amélioration sont décrits de manière plus détaillée. Ainsi, les améliorations par rapport à l'objet du brevet français précité résident 10 principalement dans 5 axes. Il est cependant à noter que ces dispositifs peuvent avoir des applications dans d'autres domaines de constructions que celui des structures flottantes. Un premier axe d'amélioration (A1) réside dans la structure en forme de coupole participant à la résistance de la barge et supportant une couverture. La couverture est 15 constituée : de tôle métallique raidie, de béton léger armé, d'éléments d'étanchéité, de réseaux de tubes permettant la circulation d'eau pour refroidir la structure métallique subissant les dilatations importantes et pour réchauffer l'eau (pompe à chaleur ), et de panneaux photovoltaïques ou thermiques situés à l'extérieur. Un deuxième axe d'amélioration (A2) réside dans la structure tridimensionnelle 20 à une nappe, obtenue suivant un même procédé de construction et d'assemblage que la structure en forme de coupole mais ayant une géométrie différente et supportant une verrière de l'atrium double vitrage ou un autre type de couverture. Un troisième axe d'amélioration (A3) concerne un procédé de construction des flotteurs de grandes dimensions en structure mixte acier béton. Ce procédé est 25 innovant en ce que le flotteur est décomposé en éléments préfabriqués et réassemblés, tout en permettant que chaque élément en contact direct avec l'eau de mer garantie une bonne étanchéité, une bonne résistance à la corrosion. Avantageusement, par ce procédé, la construction de la structure amène une forte économie en utilisation de 3037089 9 l'acier. Un quatrième axe d'amélioration (A4) concerne des plages - pontons, formant des piscines, fixées sur des digues tout autour de la barge, et reliées au fond par des filets disposés horizontalement et, du côté mer par des câbles et dés filets disposés 5 verticalement, tel que l'ensemble forme des zones de baignades assurant plusieurs fonctions : - une protection contre les chocs des bateaux et autres objets flottants divers ; - un brise-lames réduisant les nuisances des vagues ; - une protection des zones de baignade, de noyade, des requins, des méduses et de 10 la pollution par hydrocarbures. Un cinquième axe A5 d'amélioration concerne le dispositif d'ancrage de la barge permettant de réduire les déplacements de la barge et offrir une plus grande sécurité que le dispositif d'ancrage par câbles connu. Ce dispositif est indispensable dans le cas de liaisons de Ille avec le littoral par le tunnel et la passerelle. Le dispositif 15 d'ancrage utilise des piles ou jackets supportant les efforts de la houle, du courant et du vent. Ce dispositif est avantageusement adapté à des conditions météo en Méditerranée où la profondeur est supérieure à 30 m, les marées ne dépassent pas 50 cm, la montée des eaux estimée à ±1,5 m, la houle extrême est de 6m et le vent extrême de 300 km/h. Ce dispositif permet de réduire les mouvements de la barge ce 20 qui est indispensable dans le cas de liaisons de Ille avec le littoral par tunnel et passerelle. Référence est faite à la figure 1 qui montre la structure de la présente invention incluant les dispositifs d'amélioration. Sont représentés par les références entre parenthèse : 25 (1) la coupole (2) la structure de l'atrium, (3) le flotteur (4) les plages - pontons 3037089 10 (5) les escaliers de secours (6) les chéneaux et descente d'eau à l'intérieur des tubes aciers supportant la structure pour évacuer les eaux de pluie (7) les béquilles assurant la transmission des efforts coupole - bras 5 (8) piles permettant l'ancrage de la plateforme, assurant la transmission des efforts horizontaux et verticaux (9) belvédère, restaurant panoramique. La figure 2 représente le schéma en perspective de la structure tridimensionnelle 10 avec une nappe de treillis multidirectionnels en forme de coupole pour la partie courante. Cette structure est supportée par 6 béquilles (27) fixées sur les bras de la barge et 48 poteaux inclinés (28) fixés sur la structure inférieure constituant avec la barge un ensemble rigide assurant les fonctions précédemment décrites en référence avec l'objet A1.

15 Des chéneaux d'eau (26) pour récupération de l'eau de pluie (pour stockage, filtration et utilisation future) sont prévus en partie inférieure de la coupole - Fig.1 (6) - Fig.2. (26) - Fig.3 (36) - et les descentes d'eaux à l'intérieur des poteaux en tubes (28) et des poteaux de 6 béquilles (27). La structure est préfabriquée par "tranches " dont les épures sont constituées par rotation d'un arc tournant autour d'un axe vertical d'un angle 20 modulaire = 360/n). La figure 3 représente le principe de la modélisation des épures de la structure où R1 est le rayon de courbure de l'arc, R2 est le rayon de la partie inférieure de la coupole, R3 est le rayon de la partie supérieure supportant le belvédère (34). Chaque tranche est composée de 2 membrures cintrées - Fig.3 (31) Fig.4 (43) - des traverses - 25 Fig.3 (32) et Fig.4 (42) - en tubes carrés ou rectangulaires et des diagonales et tubes ronds - Fig.3 (33) et Fig.4 (43). Les poutres cintrées à treillis formant "les tranches" représentées sur les figures 3 et 4 sont assemblées sur le chantier soit par soudure soit par boulonnage à l'aide des goussets (45) de la figure 4 comportant les cales de réglage soudées (46).

3037089 11 La structure de la coupole supporte des panneaux photovoltaïques et thermiques sous forme de panneaux sandwich (44) composés : - de la tôle d'acier inox cintrée (T) soudée sur les traverses et membrures de la structure principale ; - de raidisseurs en L (C) soudés par points sur la tôle ; - d'armature (A) définie par calcul ; - de béton léger (D) avec adjonction d'un produit rendant le béton étanche ; - d'isolation + étanchéité (en cas de besoins) ; - de réseaux de tubes permettant la circulation de l'eau (idem à planchers chauffants) 10 pour, d'une part, refroidir les panneaux photovoltaïques et la structure métallique et, d'autre part, réchauffer l'eau (eau chaude sanitaire, chauffage, pompe à chaleur) ; - de vide d'air ; - de panneaux photovoltaïques ou thermiques et d'éoliennes de petites dimensions. Avantageusement ce dispositif permet : 15 - d'assurer l'étanchéité de la toiture ; - d'isoler thermiquement la structure métallique supportant des différences de température importantes ; - de réduire le bruit résultant des éoliennes fixes au-dessus ; - de produire l'électricité : 20 - de chauffer l'eau et refroidir les panneaux photovoltaïques et la structure métallique qui est chauffée par le soleil et par les panneaux photovoltaïques et thermiques (réduction de la dilatation thermique de la structure métallique). - de simplifier et réduire le prix de montage de la coupole Avantageusement la coupole conçue suivant le procédé de l'invention peut être 3037089 12 utilisée comme couverture des bâtiments de différents types : bâtiments sportifs, stades, hôtels, usines, etc. Pour les grandes portées, la structure de la coupole pourra comporter une nappe inférieure augmentant la résistance et réduisant les déformations de cette dernière.

5 La figure 5 représente un schéma en perspective et les détails d'assemblage de la structure supportant la verrière de l'atrium (double vitrage (74) de la figure 7) et le belvédère (9) fig.1 et (51) fig. 5). Cette structure est réalisée et assemblée comme la structure représentée sur la figure 4 décrite ci-dessus. La figure 6 représente le principe de la préfabrication de la structure supportant la verrière de l'atrium. Elle est 10 décomposée par éléments préfabriqués et assemblés sur le chantier suivant les détails de la figure 7. La géométrie des épures de la structure est obtenue par la rotation autour d'un axe vertical (angle modulaire = 360/n) d'un arc mis à l'envers (rayon de cintrage = R1, rayon de l'atrium = R2, rayon de l'ouverture supérieure = R3 suivant le détail de la figure 6). Les tranches élémentaires formant la structure sont constituées de 15 : membrures (61) fig. 6 et (71) fig.7, en tubes carrés ou rectangulaires, de traverses (62) fig. 6 et (72) fig.7, et de diagonales (63) fig. 6 et (73) fig.7, en tubes carrés, rectangulaires ou ronds. Ces tranches soudées à plat (détail B de la figure 6) sont cintrées à chaud à l'usine. Les diagonales et les traverses sont soudées sur les membrures cintrées (coupeê biaises des traverses et des diagonales avec angles = 360 20 /2n). Les éléments en forme de tranches sont décomposés par tronçons (I) fig. 6 dont la longueur dépend des moyens de transport usine/chantier. La figure 7 représente les détails d'assemblage de deux tranches de la structure (vue en plan et coupe), comprenant : - des membrures (71) en tubes carrés ou rectangulaires 25 - des traverses (72) et diagonales (73) en tubes carrés, rectangulaires ou ronds - un assemblage transversal des tranches de la structure par soudure ou boulons à l'aide des goussets (75) - un double vitrage (74) comportant une ossature en aluminium, fixé sur les traverses 3037089 13 (72) et les membrures cintrées (71). Avantageusement, la verrière peut être remplacée par un bardage ou couverture pour d'autres applications, telles que pour l'aéro-refrigérant des centrales nucléaires par exemple.

5 La figure 8 illustre le double-fond du flotteur de la barge décomposé en éléments préfabriqués montrés sur la partie (A) et assemblé dans un coffrage collaborant en acier montré sur la partie (B). Les dimensions des éléments préfabriqués (81 à 88) sont définies en fonction des possibilités des chantiers de construction réalisant ces éléments.

10 La structure métallique de chaque élément peut être décomposée en plusieurs tronçons réalisés dans plusieurs usines. Le chantier réalisant les éléments est chargé de l'assemblage des tronçons métalliques par soudure, la mise en place des armatures et le bétonnage du radier, des voiles et du pont 2 constituant le double-fond qui est ensuite lancé et remorqué dans le site d'assemblage du flotteur (un yard de construction 15 possédant le tirant d'eau suffisant). Sur la figure 8 il est montré les différents éléments de la structure référencés 81 à 88 : - 1 élément (81) central du flotteur central - 6 éléments (82) du flotteur central 20 - 6 éléments (83) du flotteur central - 6 éléments du flotteur bras (84) - 3 éléments de digues (85) - 3 éléments de digues (86) - 2 éléments de SPA (87) 25 - 4 éléments de fond du port (88) 3037089 14 Les 4 compartiments des flotteurs (84) indiquent les zones d'ancrage de la barge, soit à l'aide de chaînes et câbles, soit à l'aide de liaisons avec piles - jackets. Ce dispositif est décrit en détail dans l'amélioration (A5). Les éléments préfabriqués définis ci-dessus sont assemblés par joints de chantier 5 montrés en figure 8 et figure 9 par les références (89,99). Chaque élément en contact direct avec l'eau de mer (les bordées et les voiles intermédiaires délimitant les éléments préfabriqués et remorqués) est réalisé suivant le plan de principe des Figures 9,10 et 11. Chaque élément est constitué de : 10 - (101) Tôle acier ; - (102) Raidisseurs soudés sur la tôle ; - (103) Traverses alvéolaires soudées sur la tôle ces 3 derniers constituant le coffrage collaborant assurant une étanchéité parfaite du flotteur ; - (104) Armature longitudinale et transversale ; 15 - (105) Béton avec adjonction d'un produit rendant le béton étanche ; - (106) Revêtement imitant les rochers dans les aquariums sous forme de coffrage perdu ou dans le port éléments en béton poli participant dans la résistance et assurant l'étanchéité des parois ; - (107) Aquarium.

20 Les figures 9, 10 et 11 illustrent le principe d'assemblage des éléments préfabriqués représentés sur les figures 8a et 8b. Elles donnent également les détails de la composition des parois en structure mixte acier- béton délimitant les éléments qui sont en contact direct avec l'eau de mer. Les figures 9 et 10 représentent plus spécifiquement le fond du flotteur radier pont 25 1 (P1) réalisé en structure mixte décrite ci-dessus qui est relié avec le pont 2 (P2) à l'aide de cloisons (CL1) et (CL2) - poutres voiles assurant la résistance (et formant le 3037089 15 double fond) et délimitant les ballasts et les réservoirs (R). L'assemblage des éléments préfabriqués, après ajustage des tirants d'eau (par le poids mort additionnel, par ballastage ou par vérins) est réalisé suivant le détail des figures 9 et 10 dans l'ordre suivant: 5 - assemblage des semelles de montants (107) en T par boulons HR (108) (la zone de travail est préalablement isolée du reste) et mise - soudure bout à bout (109) de la tôle(101) à l'aide de la platine d'ajustage (1010) ; - mise en place des armatures complémentaires (105) ; et - bétonnage de l'espace par béton étanche (106).

10 Avantageusement, les plages- pontons, formant des piscines sont montrées sur les figures 12, 13, 14 et 15 qui représentent des vues en perspective, des coupes et une vue en plan. Les plages-pontons sont constituées de: - (121, 131, 141, 151) digue flottante protégeant le port ; 15 - (122, 132, 142, 152) plages - consoles encastrées dans la digue ; - (123, 133,143, 153) pontons réalisés en caisson en béton armé étanche (ou autre matériaux) comportant des compartiments de ballastage(134) pour réglage de tirant d'eau et éventuellement les câbles (C) avec dispositif de réglage de tension (R) (réduction des mouvements verticaux du ponton) reliant les extrémités du ponton à la 20 base du flotteur ; - (135,155) joints en acier inox démontables assurant l'articulation des pontons sur les plages consoles et permettant le réglage de tirant d'eau ; - (E) de la figure 12, escaliers en béton armé fixés sur les plages consoles supportant le filet (126, 146, 156) ; 25 - fond de piscine réalisé en filet (126, 146, 156) supportant le poids des baigneurs et protégeant ces derniers de la noyade, des requins et des méduses ; 3037089 16 - (P) des figures 13 à 15, dispositif de protection des piscines contre les chocs des bateaux et objets flottant divers et constitué de : - (157) un câble supérieur supporté par des flotteurs-bouées (159) ; - (158) un câble inférieur suspendu sur un câble supérieur et supportant le filet (156) ; 5 - le filet disposé verticalement et fixé sur les câbles protégeant la piscine contre les requins, les méduses et les pollutions par hydrocarbure. Un cinquième axe d'amélioration (A5) concerne la variante d'ancrage par le remplacement des câbles et chaînes par un dispositif de piles ou jacket encastrés dans le fond de la mer. Les figures 16,17 et 18 donnent les détails du dispositif d'ancrage 10 proposé. Avantageusement le flotteur de la barge, représenté sur la figure 8, comporte 16 compartiments (X) destinés à l'ancrage, soit quatre compartiments situés sous six bras (84) reprenant les efforts qui sont concentrés aux extrémités des digues (85) et (86). Avantageusement chaque compartiment, représenté sur la figure 16, comporte une structure permettant d'assembler les tubes de liaison à fixer à l'intérieur de tubes 15 de piles assurant la liaison entre la barge et les piles implantées sous le niveau du fond de la barge. Avantageusement, un dispositif de montage approprié permet de monter et descendre les tubes manchons et les déplacer horizontalement pour les ajuster avec l'implantation des piles (Réglage (R) fig.18). Avantageusement différents types de liaisons avec piles jacket peuvent être prévus et choisis en fonction de conditions 20 locales d'implantation de la plateforme, comme suit : - Encastrement parfait non démontable de piles dans la structure de la barge, soit par soudure des manchons avec les piles, soit par remplissage des tubes de liaison à l'aide de béton avec armature complémentaire assurant l'ancrage, soit par les deux à la fois.

25 Ce dispositif permet de reprendre des efforts verticaux et horizontaux (houle + vent + montée des eaux). Cette solution la plus simple peut être adaptée pour la mer Méditerrané pour une durée de vie de la barge de 100 ans. 3037089 17 - Encastrement des piles dans la barge, démontable et réglable, à l'aide du dispositif (J) présenté sur les figures 17 et 18. - Encastrement du tube de liaison dans les piles par soudure et bétonnage et 5 articulation avec glissement vertical du tube assurant la liaison à l'aide d'un tube d'emboftement encastré par soudure et bétonnage dans le local d'ancrage (X). Ce tube d'emboËement peut être revêtu intérieurement de téflon facilitant le glissement vertical (solution à adopter dans le cas de grandes marées reprenant uniquement les efforts horizontaux).

10 La figure 16 représente le local d'ancrage en coupe horizontale A-A de la figure 17, avec les détails de liaison de la barge avec les piles jackets. Sont référencés : - (161) Doubles parois en acier remplie du béton armé - (162) Voiles en acier soudés sur les parois et la tôle du radier (163) 15 - (164) Raidisseur vertical soudé sur le tube de liaison (T) et sur le voile (162) après réglage (R) de la verticalité (tolérance d'implantation des piles - jackets) - (165) Bride soudée sur le tube et sur la tôle (163) après réglage (l'ouverture dans la tôle (D1) plus grande que le diamètre de tube (T) permet d'absorber les imprécisions d'implantation de piles jackets. Les membrures des piles en tubes acier sont remplies 20 du béton armé et encastrées dans le sol à l'aide de forage (principe de ducs d'albe). Les figures 17 et 18 représentent le détail d'assemblage du tube reliant la barge avec la pile jacket, en coupe verticale avec les détails. Sont référencés : - (170) Local d'ancrage sous pression pour chasser l'eau 25 - (170 a) Local technique sas d'entrée avec trappe étanche - (171) Double parois en acier remplie du béton armé faisant le tour du local d'ancrage - (173 et 183) Tôle acier renforcée avec les raidisseurs formant le radier du local d'ancrage - (172 et 182) Gousset - voile soudé suries raidisseurs du tube après le réglage (R) de 30 l'alignement - (174 et 184) Raidisseur vertical soudé sur le tube (T) 3037089 18 - (185) Bride en tôle soudée sur le tube (T) et sur la tôle (173 et 183) après réglage d'alignement - (T) Tube en acier diamètre extérieur D2 ajusté au diamètre intérieur de la pile ( P) - (E) Epaisseur des parois du tube 5 - (J ) Joint de tube de liaison ( T ) permettant de déconnecter la barge et modifier le tirant d'eau de la barge en cas de montée des eaux en ajoutant une pièce complémentaire (solution alternative) - (BR) 2 brides soudées sur deux tronçons du tube renfoncés par goussets (G1), soudés sur les brides et les tubes 10 - (NE) Joint d'étanchéité en néoprène - (HR) Boulons assurant le serrage et transmettant les efforts horizontaux - (L) Longueur du tube de liaison - (P) Pile en tubes d'acier remplis du béton (duc d'albe faisant partie du jacket encastré dans le sol) 15 - (C) Contreventements du jacket (traverses + diagonales formant avec pile une structure rigide) - (G2) Gousset - entonnoir facilitant l'alignement des axes de tubes au montage - (S1) Soudure d'angle du tube de liaison avec les parois de la pile de jacket - (S2) Soudures bouchons 20 - (B1) Arrêt de bétonnage de piles - (F) Armature des piles - (B2) Bétonnage après la réalisation des joints soudés (S1) et (S2) - (B3) Bétonnage de compartiments du local d'ancrage - (B4) Bétonnage éventuel à l'intérieur du tube de liaison pour la réalisation 25 d'encastrement non-démontable sous réserve de la vérification de la résistance de la structure sous l'effet de la montée des eaux. Ainsi, l'homme du métier apprécie que la structure répond aux besoins d'extension des activités des villes côtières manquant de terrains, suite à la montée des eaux 30 résultant du réchauffement de la planète, qui conduira, dans un proche avenir à l'inondation de zones situées en bordure de littoral.

3037089 19 La conception architecturale et technique résultant de la présente invention permet de loger, plusieurs milliers d'habitants tout en attirant de nombreux visiteurs et clients pour habiter, travailler et profiter des équipements de loisirs variés. Une telle cité marine autonome en énergie, non polluante et respectant l'environnement constitue un 5 exemple innovant de développement durable. Chaque composant de la structure de la barge assure une pluralité de fonctions structurelles, fonctionnelles, écologiques et architecturales. En concentrant dans un seul complexe l'ensemble des activités d'une ville, tous les problèmes de développement durable et de sécurité sont plus facilement et plus 10 économiquement résolus que dans l'habitat au bord de littoral. La nouvelle plateforme barge conçue suivant le procédé de l'invention, peut être ancrée au large de côtes dans une profondeur d'eau supérieure à 50 mètres, et par sa structure résiste mieux au tsunami que les constructions bâties sur le littoral.

15 Ainsi, la nouvelle structure permet avantageusement de respecter les objectifs attendus, selon un procédé de construction d'éléments préfabriqués qui simplifie le montage, réduit le poids, et limite le coût de la barge. Le procédé proposé couvre notamment : - la construction de structures à doubles courbures, appliquées pour la coupole 20 supportant les panneaux solaires et pour la structure supportant la verrière de l'atrium ; - la construction d'un flotteur de grandes dimensions, supérieur à 100 m, décomposé en plusieurs éléments réalisés en structure mixte acier béton, préfabriqués en usine et assemblés en flottaison dans un site de construction ayant un faible tirant d'eau mais tout en assurant une bonne étanchéité et une excellente résistance à la corrosion ; 25 - la construction de plages - pontons, formant des piscines, fixées sur des digues tout autour de la barge, formant des zones de baignades assurant les fonctions de protection contre les chocs des bateaux et autres objets flottants, de brise-lames réduisant les nuisances des vagues, de protection des zones de baignade, de noyade, des requins, des méduses et de la pollution par hydrocarbures.

3037089 20 La nouvelle structure couvre aussi un dispositif d'ancrage de la barge dans les piles - jackets permettant de réduire les déplacements de la barge dans le cas de liaison avec le littoral par tunnel et passerelle. 5

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Une structure tridimensionnelle comprenant une nappe de treillis multidirectionnels en forme de coupole, la coupole étant supportée par une pluralité de béquilles (27), la structure comprenant de plus une pluralité de poteaux inclinés (28) fixés sur la partie inférieure de la structure, la structure étant caractérisée en ce qu'elle est composée de tranchréfabriquées, chaque tranche préfabriquée comprenant deux membrures cintrées (31), des traverses (32), et des diagonales (33).
2. 2. La structure selon la revendication 1 dans laquelle chaque béquille est une tranche préfabriquée dont les épures sont constituées par rotation d'un arc tournant autour d'un axe vertical d'un angle modulaire égal à 360/n.
3. 3. La structure selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle les traverses sont des tubes carrés ou rectangulaires, et les diagonales sont des tubes ronds.
4. 4. La structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans laquelle les membrures cintrées sont obtenues par rotation autour d'un axe vertical d'un arc mis à l'envers obtenu par cintrage à chaud des tubes carrés.
5. 5. La structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comprenant de plus un réseau de chéneaux d'eau (36) pour récupération de l'eau de pluie.
6. 6. Une structure tridimensionnelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans laquelle la nappe de treillis multidirectionnels a une géométrie permettant de supporter une verrière d'atrium double vitrage.
7. 7. Une barge comprenant une structure tridimensionnelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
8. 8. La barge selon la revendication 7 dans laquelle la structure tridimensionnelle comprend six béquilles fixées sur des bras de la barge et quarante huit poteaux inclinés, le tout constituant un ensemble rigide permettant d'augmenter la résistance de la barge. 3037089 22
9. 9. La barge selon la revendication 8 comprenant de plus des moyens pour former une île artificielle flottante.
10. 10. La barge selon la revendication 9 dans laquelle les moyens comprennent au moins - un flotteur de grandes dimensions en structure mixte acier-béton (3), ledit flotteur 5 comprenant des éléments préfabriqués assemblés-par joints de chantier ; - des plages, pontons (4) ; et - un système d'ancrage de la barge (8) dans des piles-jackets permettant de réduire les déplacements de la barge.
11. 11. Un procédé de construction d'une barge selon l'une quelconque des revendications 10 7 à 10 comprenant une structure tridimensionnelle caractérisé en ce qu'il comprend des étapes de construction d'un flotteur de grandes dimensions en structure mixte acier-béton, consistant à : - réaliser dans une usine des éléments préfabriqués pour le flotteur, chaque élément étant décomposé en plusieurs tronçons préfabriqués, dont les dimensions sont 15 choisies en fonction du type de transport utilisé entre l'usine et un yard d'assemblage, et où chaque élément à venir en contact direct avec l'eau de mer est constitué d'une structure mixte acier-béton ; et - assembler les éléments préfabriqués par joints de chantier.