CH706391A2 - Passerelles et tunnels flottants immergés. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne une passerelle ou tunnel immergé comprenant des caissons (246) creux reliés entre eux pour former un chemin de circulation (247) et pour permettre l’immersion d’une partie des caissons sous une ligne de flottaison fonction du poids global des caissons, caractérisée en ce que les caissons (246) sont reliés entre eux par une structure de traction (248) formant des tronçons, les dits tronçons sont reliés entre eux par une deuxième structure de traction (249 ou T) obtenue à partir de câbles pouvant glisser dans leur gaine et de joints compressibles (241, 242, 243) formant ainsi une liaison rotulienne entre les tronçons, les dits tronçons formant la passerelle ou le tunnel.

Description

[0001] L’invention se rattache au domaine des ouvrages noyés ou enterrés que sont les tunnels et passerelles immergés et flottants.

[0002] Les tunnels immergés construits à ce jour sont de trois natures, l’une consistant à percer un tunnel au-dessous de la surface inférieure de l’eau, la deuxième consiste à produire des segments de tunnel en cale sèche puis à les transporter sur le site avant de les immerger et de les recouvrir d’un lit de remblais alors que la troisième catégorie qui correspond à l’invention concerne les tunnels dits flottants et utilisant le principe d’Archimède comme un des moyens de suspension. De nombreux documents évoquent ce genre de tunnel. Parmi ces documents il y a les documents DE 2009 399 et DE 2 423 854 qui évoquent une solution de tunnel flottant porté par un jeu de câbles continus et ancrés sur les extrémités du tunnel avec une production du profil du tube en cale sèche avant d’être immergé sur le site final. Les documents N 0 162 255 et N 0 165 537 qui évoquent des solutions de tubes formés de tronçons rattachés par des liaisons rigides. Plus récemment, il y a les documents WO 2009 039 605 ou WO 9 743 490 et US 5 899 635. Il y a aussi Internet ou encore les divers rapports dont les «State-of-the-Art» publiés par l’Association Internationale des Tunnels immergés, groupe de travail «tunnels flottants». Tous ces documents évoquent des projets de tunnels flottants pour trafic routier traditionnel ou trafic ferroviaire et en particulier les projets de Storfjord et Høgsfjord (Norvège), du lac de Zurich (Suisse), du détroit de Messine (Italie), et de la baie de Funka (Hokkaido, Japon). Ils évoquent le potentiel de telles solutions sans citer de réalisation ni de mode de construction détaillé.

[0003] L’apport de la présente invention consiste à utiliser la technologie dite de précontrainte à au moins 2 niveaux distincts, d’abord pour réaliser des tronçons qui peuvent être manipulés et transférés individuellement puis dans un second niveau pour les rattacher entre eux tout en contrôlant la pression des joints et en assurant une flexibilité des jonctions entre les tronçons. Ainsi, ce type de composition permet de réaliser des passerelles ou tunnels de très grande longueur tout en ne traitant que des segments limités. De plus, le type de joint proposé et la technique de contrôle de pression du joint adoptée permet à ce dernier d’absorber des modifications de la position des points d’appuis de la passerelle ou du tunnel et ainsi de s’adapter aux éventuelles instabilités des supports géologiques et en conséquence de diminuer considérablement le coût d’un tel ouvrage. L’une des configurations proposées (fig. 36) permet de réaliser une passerelle ou un tunnel immergé capable de résister à l’accident majeur qu’est l’entrée de l’eau dans le tunnel, cette étape étant peut-être l’étape décisive pour que ce type de projet passe le seuil psychologique d’acceptation.

Liste des dessins:

[0004] Les figures ci-dessous représentent, à titre non limitatif, quelques types de réalisations. <tb>Les fig. 1 et 2<sep>présentent une passerelle immergée. <tb>La fig. 3<sep>présente le dispositif de précontrainte. <tb>La fig. 4<sep>présente une demi-passerelle. <tb>La fig. 5<sep>présente les forces sur une demi-passerelle. <tb>La fig. 6<sep>présente une coupe d’une passerelle immergée. <tb>La fig. 7<sep>présente un tronçon d’une passerelle immergée <tb>Les fig. 8 et 9<sep>présentent un tronçon d’une passerelle en construction puis flottante. <tb>La fig. 10<sep>présente 3 tronçons d’une passerelle immergée. <tb>Les fig. 11<sep>et lia présentent une chambre de jonction de 2 tronçons. <tb>La fig. 12<sep>un ensemble de 3 tronçons couplés entre eux par 3 chambres. <tb>La fig. 13<sep>présente un profil de tunnel avec des chambres de lestage à eau. <tb>La fig. 14<sep>présente un caisson selon le profil de la fig. 13. <tb>La fig. 15<sep>présente les éléments de coffrage d’un caisson en préparation. <tb>La fig. 16<sep>présente les éléments de coffrage d’un caisson prêt à être coulé. <tb>La fig. 17<sep>présente une darse adaptée au caisson des fig. 13 et 14. <tb>La fig. 18<sep>présente la même darse mais en coupe. <tb>Les fig. 19, 20 et 21<sep>présentent d’abord une vue en coupe d’un caisson intermédiaire puis d’un caisson d’extrémité et enfin et toujours en coupe, l’assemblage des caissons. <tb>La fig. 22<sep>présente la méthode d’assemblage des caissons. <tb>La fig. 23<sep>présente un tronçon en flottaison. <tb>Les fig. 24, 24a b<sep>et présentent le détail d’une chambre de liaison. <tb>La fig. 25<sep>présente un fragment de tunnel posé sur piles. <tb>La fig. 26<sep>présente la méthode d’assemblage des tronçons. <tb>La fig. 27<sep>présente le joint «Gina». <tb>La fig. 28<sep>présente une section de tunnel sous l’effet d’un affaiblissement géologique. <tb>La fig. 29<sep>présente le schéma rotulien correspondant à la fig. 28. <tb>La fig. 30<sep>présente deux dispositifs de compensation des affaiblissements. <tb>La fig. 31<sep>présente une section de tunnel chargée avec des blocs de fonte. <tb>La fig. 32<sep>présente une section d’un tunnel de grande portée tenue par deux îles flottantes. <tb>Les fig. 33 et 34<sep>présentent le premier stade d’installation du tunnel suivi du stade ultérieur. <tb>La fig. 35<sep>présente l’un des moyens d’encrage de tunnel de grande portée. <tb>Les fig. 36a, b, c,<sep>et d représentent une variante de passerelle immergée en construction en eau profonde. <tb>La fig. 37<sep>présente une traversée constituée d’un pont flottant et d’une passerelle immergée. <tb>Les fig. 38 et 39<sep>présentent une passerelle portée par un pont suspendu. <tb>Les fig. 40 et 41<sep>présentent une même passerelle en version flottante puis autoportée.

Réalisation de l’invention:

[0005] Les descriptions ci-dessous représentent, à titre non limitatif, quelques types de réalisations.

La passerelle immergée selon les fig. 1 à 12:

[0006] La passerelle est constituée d’une succession de caissons en béton (11) liés les uns aux autres au moyen d’ergots de positionnement (17) et de câbles dits de traction (12). Les caissons sont posés sur un/des matelas antichocs (18) eux-mêmes posés sur des points d’appuis (16) et sont formés d’un chemin de passage des usagers (13) et de parois de béton armé (14). Ils sont dimensionnés pour que la passerelle puise juste flotter sur l’eau cela signifie que le poids du caisson est légèrement inférieur au poids de l’eau déplacée (Principe d’Archimède) de manière à ce qu’elle puisse être transportée par voie d’eau puis, arrivée sur le site d’utilisation, elle sera immergée par ajout de matière de lestage comme le gravier dans le réceptacle dit de lestage (15)ou amarrée sur un point de fixation au moyen d’un câble (61). Ainsi, une construction en béton armé dont la densité volumique et légèrement au-dessus des 2 kg/dm<3> signifie que le volume du béton (14) est inférieur au volume de passage (13). Entre chaque caisson, un joint bitumeux ou gommeux assure l’étanchéité.

[0007] La fig. 2 présente les extrémités de la vue en long d’une passerelle quasi immergée avec le niveau de l’eau (21) et les caissons (11). Elle est supportée par 2 points d’appui (22) sur le sol (24). Le/les câbles dits de précontrainte (12) ou contrainte aboutissent sur les deux embouts (23) qui sont détaillés en fig. 3.

[0008] La fig. 3 représente schématiquement les embouts des câbles précontraints ou plutôt contraints dans cas présent avec les cônes de traction (32), les divers torons multibrins des câbles (33) et la gaine de protection (34). Des informations détaillées sur ce principe de précontrainte sont disponibles sur les divers brevets de l’inventeur de la précontrainte nommé Freyssinet. Il est judicieux que dans le cas présent il y a utilisation de procédés similaires à la précontrainte toutefois le travail s’effectue plutôt en contrainte et les câbles doivent pouvoir glisser dans leur gaine pour permettre à la passerelle de s’adapter aux variations de position de ses supports.

[0009] Ci-dessous, une petite idée de calcul statique simplifié des efforts ou forces dans le/les câbles dits de précontrainte. Comme la passerelle est admise autoportée, il ne sera pris en considération que les efforts liés aux charges variables. Pour l’exemple, il sera pris en considération une passerelle à 2 voies supportées par deux câbles. Ainsi, le calcul s’effectue sur une seule voie. Les fig. 4et 5présentent un demi-tronçon avec les efforts d’une passerelle uniformément chargée et symétriques. Pour cet exemple, il est pris en considération un véhicule (ultraléger) de maximum 500 Kg tous les 5 mètres (ou 10 véhicules de 1000 kg tous les 10 m) soit une charge linéaire de 100 kg/m.

[0010] Ainsi, le poids sur l’appui (F1) est de 100 m * 100 kg/m soit 10 000 kg avec un moment correspondant de 10 000 Kg * 100 m soit 1 000 000 kg/m. A ce moment, il faut déduire le moment opposé engendré par les véhicules soit: 100m<2> * 100 kg/m * 100 m soit 500 000 kgm. Ainsi le moment résultant est de 1 000 000 kgm – 500 000 kgm soit 500 000 kgm( moment qui doit être compensé par le moment issu du produit, force du câble * hauteur de la passerelle ce qui donne comme force du câble 500 000 km / 2.5 m soit 200 000 kg ce qui correspond à un câble d’environ 10 cm de diamètre.

[0011] A cette force doit être augmentée d’une force de traction de base servant à maintenir la passerelle stable et à compenser les surcharges de lestage et les forces latérales dues à un éventuel courant d’eau. Dans l’exemple, il est proposé de doubler cette force.

[0012] La fig. 6 présente un profil en travers d’une passerelle dont les flancs (61) sont agencés de manière à diminuer la résistance hydrodynamique au flux transversal (62). Une vitre (63) est placée sur la face supérieure. Lorsque le poids de la passerelle est très proche du poids du volume d’eau déplacée voire inférieure, la passerelle peut-être tenue par une ligature (64) fixée sur le socle (65) afin de la maintenir solidaire du socle. Un canal (66) de récupération des fuites d’eau est visible au bas du profil. Cette passerelle est posée sur des appuis glissants et/ou antisismiques. Dans ce contexte, il est judicieux de préciser que les mouvements verticaux de l’eau sont proches des mouvements sismiques verticaux du sol nécessitant ainsi une plus faible marge de mouvements que pour les mouvements horizontaux où l’eau aura tendance à rester sur place.

[0013] La fig. 7 présente un tronçon de passerelle à 2 niveaux de pentes telles qu’il serait d’usage lorsqu’un premier tronçon (71) sert comme ponton de promenade ou d’amarrage de bateaux de plaisance avant de plonger (72) sous la surface de l’eau (73). Dans un tel cas, il est judicieux de compléter le dispositif par un deuxième jeu de câbles précontraints (74) situés idéalement à mi-hauteur des caissons, ces câbles ayant pour mission d’assurer une pression suffisante sur les joints inter-caissons. La même fig. présente 2 changements de pente du tronçon, changements qui peuvent être réalisés au moyen de coupes angulaires des caissons ou d’ajouts d’une tranche conique intermédiaire (75) entre des caissons parallélépipèdes.

[0014] La fig. 8 présente le dispositif de production d’une passerelle à immerger. Elle est assemblée dans un bassin d’eau (82) mis en cale sèche grâce à des palplanches (83). Le fond du bassin peut-être réalisé au moyen de gravier (81). Il a la forme du tronçon définitif. Les caissons successifs sont assemblés les uns aux autres après qu’ils aient été complétés par un joint d’étanchéité bitumeux ou gommeux et des parois temporaires de bouchonnage des extrémités (84). Puis les câbles, le central (85) qui tient la pression sur les joints inter-caissons et celui du bas (86) qui soutiendra les charges variables, sont introduits dans les gaines et mis en traction au moyen de vérins spécialisés selon la technique.de l’inventeur «Freyssinet».

[0015] La fig. 9 présente la mise en eau d’un tronçon après que les palplanches de droite ont été retirées. Le tronçon flotte et son transport peut démarrer.

[0016] La fig. 10 présente une traversée lacustre constituée de 3 tronçons (101, 102, 103), le premier (101) comporte une partie émergée puis plonge sous la surface de l’eau, le deuxième (103) comporte deux plans inclinés et un plan horizontal profond. Les caissons sont reliés entre eux au travers de chambres de liaison (106, 107). La profondeur est d’au moins le tirant d’eau le plus défavorable des bateaux (104) compte tenu des plus grandes vagues.

[0017] La fig. 11 présente une chambre de liaison. On perçoit les deux extrémités des caissons (112), les parois de la chambre (111), ainsi que les têtes des câbles de traction des caissons (85, 86). Sur la droite en bas du dessin (114) on perçoit le joint de type «Gina» qui sert à rendre étanche la liaison entre la chambre et le caisson de droite. Il est dessiné dans l’état précédent la mise sous pression alors que sur la gauche on perçoit le même type de joint (115) en état de travail c’est-à-dire en compression. Le deuxième dispositif de traction formé de câbles (118) sert à maintenir les tronçons entre eux et à contrôler la pression sur les joints «Gina». On notera que ces câbles peuvent-être munis d’un dispositif de mesure de traction et ainsi indiquer la pression sur les joints.

[0018] La fig. lia présente à droite, une chambre de liaison intégrée dans les extrémités des caissons. On perçoit les têtes des câbles de traction des caissons (85, 86). On y perçoit aussi les joints Gina (114, 115). Deux dispositifs de traction locaux (119) qui peuvent être des tiges ou quelque chose ayant la même fonction et servant à transférer la force de maintien des tronçons entre eux et à contrôler la pression sur les joints «Gina» La fig. 12présente une partie de passerelle en situation finale et composée d’une extrémité en zone sèche (121), de 3 chambres de liaison (122) reliant les tronçons de caissons (123). Les chambres sont posées sur des coussins antichocs (126) intégrés dans les appuis de fixation (124) eux-mêmes ancrés dans le sol (125).

[0019] Après que les tronçons de caissons ont été mis en place sur les appuis, un nouveau câble supplémentaire dit de compression des joints inter-tronçons (127, 118) est enfilé à partir de l’extrémité gauche de la passerelle. Ce câble va traverser toute la passerelle. Pour faciliter son passage, des cônes de guidage (119) ont été agencés là où il y a risque d’accrochage. Le câble définitif (127, 118) est précédé d’une tige semi-rigide qui l’entraînera. Cette opération est effectuée à partir des extrémités qui sont au sec. Le câble sera mis sous traction au moyen de la technique des cônes et vérins. La traction du câble se reporte sur les joints «Gina» et permet ainsi de contrôler le taux de compression.

[0020] Accessoirement, ces câbles participent aussi à l’effort de soutien des charges variables. Pour faciliter l’opération, les extrémités de la passerelle poseront sur des appuis à rouleaux (105) alors que pour les chambres, il n’y a que peu de poids. Finalement et dès que les joints sont sous pression, les chambres sont vidées et les bouchons des parois (84) abattus. On notera que cette technique de liaison autorise de petits mouvements de rotation entre les tronçons des caissons ceci dans le but de résister à la variation de la position des supports. De plus, l’introduction des chambres permet de changer les câbles lors des travaux d’entretien de la passerelle.

Le tunnel selon les fig. 13 à 35

[0021] avec production de caissons qui seront assemblés hors darse pour former des tronçons qui seront transportés sur le site final:

[0021] La fig. 13 présente la section d’un caisson de tunnel avec les ergots de positionnement (131), les chambres de lestage à eau (132), compartimentées par caisson avec les vannes d’accès aux chambres (133) les trous pour le passage des câbles de tenue de l’assemblage des caissons (134), et ceux pour les câbles de support de la charge (135). Un joint (négatif et en relief) (136) permet d’assurer l’étanchéité entre les caissons. Il peut être doublé d’un deuxième joint de sécurité injecté (137) dès que les caissons sont assemblés les uns aux autres et que les câbles d’assemblage des caissons sont définitivement tendus (mais avant immersion finale).

[0022] La fig. 14 présente un caisson en perspective (longueur 25 m). Le caisson sera fermé provisoirement aux extrémités (environ -0.5 à–1 m) au moyen de profils d’aluminium spécifiques et jointoyés ceci afin de le laisser flotter en vue de l’assemblage. Les caissons sont munis de portes d’accès (141).

[0023] Les fig. 15 et 16 présentent deux états différents de préparation des coffrages d’un caisson. La partie supérieure du coffrage est mobile alors que la partie inférieure est fixe est sera noyée lors de la mise en eau du caisson.

[0024] Les fig. 17 et 18 présentent une darse de construction des caissons. Trois des côtés (171, 172, 173) sont construits avec des palplanches alors que le quatrième (174) est une porte-écluse avec accès à la voie d’eau. La porte écluse peut être autonome ou manipulée par la grue. Les éléments de coffrage intérieurs au caisson sont manipulés par un chariot élévateur adaptés à cet usage (181) alors que les autres éléments sont manipulés par la grue.

[0025] La fig. 19 présente un caisson avec les câbles de maintien (191), les câbles de maintien des tronçons (192) et les câbles de maintien de la charge (193).

[0026] La fig. 20 présente un des deux caissons d’extrémité d’un tronçon avec la demi chambre de liaison (201), le couple de joints «Gina» et «Oméga» (202), les têtes des câbles de liaison pincées dans les cônes de traction (203) et les têtes des câbles de maintien (204) elles aussi pincées dans leurs cônes de traction.

[0027] La fig. 21 présente un assemblage de tronçons où seuls les câbles de liaison des tronçons (211) débordent des extrémités des dits tronçons.

[0028] La fig. 22 présente un tronçon en cours d’assemblage. On y voit une barge porteuse des bobines de câbles de liaison des caissons (221), les divers caissons à assembler (222), les caissons sont maintenus entre eux et à quai grâce à des cordes d’amarrage (223), un véhicule-grue (224) maintien en position de travail un vérin hydraulique (225) manipulé par 2 plongeurs (226) ou un robot manipulateur. L’opération consiste à introduire les câbles qui sont repris par des câblettes en attente puis à mettre les câbles sous tension de manière à obtenir un tronçon rigide et autonome. Les parois intérieures peuvent être extraites à ce moment-là, l’accès étant possible au travers des portillons (141).

[0029] La fig. 23 présente un tronçon avant assemblage à gauche et après assemblage à droite.

[0030] Les fig. 24, 24a et 24bprésentent le détail d’une chambre de liaison avec les joints type «Gina» en position détendue (241) et fig. 24a, puis en position compressée (242) et fig. 24bcette dernière position étant protégée de l’écrasement du joint Gina au moyen du taquet limiteur de pressions, ce dernier étant constitué du taquet lui-même (243) et d’un répartiteur de pression ayant la forme d’un joint en polymère à grande compressibilité (244). Le joint Gina étant encore doublé d’un joint de sécurité nommé joint «Oméga» (245).

[0031] La fig. 25 présente l’une des méthodes d’encrage du tunnel par rapport au sol et en particulier au moyen de piles le supportant, la densité relative de l’ensemble tunnel étant légèrement supérieure à la densité du fluide environnant.

[0032] La fig. 26 présente la méthode de mise en place des tronçons. Le premier tronçon (261) est immergé à l’une des extrémités du tunnel puis il est suivi par le deuxième tronçon (262). Un premier jeu de câbles constitué d’un câble «gauche» (1L), et d’un câble «droite» 1R dits d’assemblage des tronçons sont introduits (ou tirés par les câblettes) entre le premier tronçon est le deuxième puis ils sont mis en tension de manière à ce que les deux tronçons se retrouvent dans l’état définitif.

[0033] Dès cette opération terminée, un troisième tronçon (263) est amené puis un deuxième jeu de câbles (2L, 2R) est introduit dans un deuxième jeu de gaines. La mise en tension de ces câbles permet de positionner le 3ème tronçon. Puis on reprend successivement les jeux de câbles 1 & 2 pour les prochains tronçons ceci jusqu’au dernier tronçon où les deux jeux de câbles sont mis définitivement sous tension.

[0034] Dans le détail, le premier jeu de câble (1L, 1R) est inséré au travers des tronçons 261 et 262. Pour la mise sous tension, il y a pose d’un premier cône (formé de 2 demi-cônes) en position 265 et d’un deuxième cône accompagné du vérin de traction en position 266. De plus, au moment de l’arrivée du troisième tronçon 263, l’extrémité (extérieure au 2 demi-cônes) des câbles 1L et 1R sera connectée à la câblette en attente du prochain tronçon 263. Dès que le deuxième jeu de câble (2L, 2R) est mis sous tension, un vérin placé en position 266 est à nouveau activer successivement sur les câbles 1R et 1L ce qui permet de libérer les cônes du côté 266 et de lâcher la tension sur ces câbles. Dès lors, ils peuvent être tirés par les câblettes en attente afin de procéder à la prochaine étape, ce qui a pour effet que les 2 demi-cônes placés du côté 266 vont simplement tomber au sol.

[0035] La fig. 27 présente le joint «Gina» (271) ainsi que les profils de «taquet» limiteur de compression (272).

[0036] La fig. 28 présente un fragment de tunnel dont les tronçons (281) sont posés sur des piles (282) dont deux des piles (283) sont l’objet d’un affaissement (284) ce qui a pour effet l’affaissement du tunnel (284).

[0037] Sur la partie agrandie de la fig. 28, on peut constater ce que l’effet de l’affaissement engendre sur le couplage inter tronçon (288). On perçoit un écartement de la jonction supérieure (285) et un écrasement de la jonction inférieure (286) permettant ainsi à la passerelle de s’adapter à l’affaissement. Cette adaptation est aussi réalisable dans l’axe perpendiculaire ou dans les deux axes simultanément ce qui correspond à un couplage rotulien des tronçons, couplage qui est symboliser avec le point entouré du fragment de cercle (287). Les forces en présence sont légèrement modifiées dans la mesure où le câble supérieur (289) qui peut glisser dans sa gaine subit un allongement relativement faible par rapport à sa longueur ce qui signifie une faible variation de la force de traction, le glissement étant assuré pas l’adjonction dans la gaine d’huile, de graisse ou d’un dispositif garantissant le glissement. De même, le câble inférieur sera sujet à une très faible diminution de longueur et en conséquence de sa force de traction, cette diminution étant limitée par la présence du taquet (243, 244) les forces principales d’équilibrage étant données pas un changement des couples dus à une diminution du poids des tronçons de la passerelle sur les supports de piles affaissés. Bien que la diminution de longueur du câble est très faible, ce dernier doit aussi pouvoir glisser dans sa gaine.

[0038] La fig. 29 présente le schéma rotulien correspondant à la fig. 28avec les rotules R2 et R3 décalées vers le bas suite à l’affaissement.

[0039] Le dispositif d’assemblage des tronçons par câble et joint «Gina» permet une bonne adaptation aux variations géologiques. Toutefois, un dispositif complémentaire de compensation des variations géologiques est présenté à la fig. 30. Il permet de travailler avec des fondations ayant de plus faibles dimensions et posées sur un sol de moindre stabilité. Généralement, le sol est composé de couches instables ou vaseuses au sommet (306) puis progressivement un peu plus stables (307) et fermes (308) en plus grande profondeur. Dans la partie gauche, la compensation est opérée au moyen de vérins (301) qui restent en permanence sur le site alors que dans la partie droite, ils sont introduits lors des opérations de maintenance, le temps de positionner des cales intermédiaires (30) de maintien des chambres puis les vérins sont à nouveau retirés.

[0040] Les caissons peuvent aussi être noyés partiellement ou totalement dans la vase ou des matériaux plus sablonneux ou terreux voire être situés en terre marécageuse plutôt qu’en mer ou lac et sont ainsi l’objet d’une poussée d’Archimède augmentée du fait de la densité de ces matériaux. Cette augmentation est aussi dépendante de la hauteur de ces matériaux par rapport à la hauteur du tunnel (ligne de flottaison). La densité de ces matériaux dépend de leur constitution et en particulier de leur granulométrie ainsi que de la teneur en eau. Les densités des sables et limons compacts et saturés d’eau sont généralement de l’ordre de 1,7–1,8 à 2,2–2,3 Kg/dm<3>.

[0041] Pour compenser l’effet de ces matériaux, il est judicieux de le faire avec d’autres matériaux de compensation sensiblement plus lourds que ces derniers. La fig. 31présente un tronçon de tunnel lesté au moyen de blocs de fonte ou de d’acier (311) dont la densité se situe autour de 8 Kg/dm<3>.

[0042] Les figures 32, 33, 34et 35présentent un tunnel de grande portée constitué de paserrelles flottantes en surface (325), ces passerelles aboutissant sur des îles artificielles d’ancrage du tunnel (326), le tunnel étant composé des tronçons 320, 321, 322.

[0043] Les fig. 33 et 34 présentent le mode de mise en place. Dans ce cas, les tronçons sont produits selon le mode décrit ci-dessus puis les tronçons 320 seront assemblés entre eux au moyen du jeu de câbles d’assemblage des tronçons. Il en va de même pour les tronçons (321) et (322).

[0044] Ainsi, un nouveau (troisième) jeu de câbles de liaison reliera les groupes de tronçons puis on immergera (fig. 23) progressivement le groupe de tronçons central (320) en tendant progressivement le troisième jeu de câbles puis on immergera les groupes (321) et (322) selon le schéma de la fig. 33ceci jusqu’à obtention de la position définitive et de la bonne tension du câble de liaison.

[0045] La fig. 35 présente une méthode permettant d’assurer la position du tunnel précédent, indépendement de la variation des positions des points d’encrage (352). On remarquera le dispositif de correction des variations de positions consitué de moteur-treuil (351) entraînant les cables d’accrochage dans le but d’adapter leur longueur.

[0046] Les fig. 36a, b, c, et d représentent une variante de passerelle immergée en construction en eau profonde. On y perçoit le jeu de câbles porteurs Px. Le profil de la passerelle est visible en position (H) de la fig. 36d. Sur la Fig. 36a, les groupes de tronçons qui ont été assemblés précédemment sont amenés sur le site. On constate que les tronçons sont l’objet d’arrondis préformés lors de la production en darse. Ils sont assemblés au moyen des câbles d’assemblage de tronçon J1, J2, jx etc.

[0047] Sur la fig. 36b tous les tronçons sont positionnés de manière à permettre l’introduction du nouveau jeu de câble G permettant de les tenir ensemble puis ultérieurement de contrôler la pression sur les joints.

[0048] Sur les fig. 36c et d on perçoit les tronçons en immersion par lestage puis augmentation de la tension des câbles G. En position initiale, l’ensemble de rotules devrait être en position neutre et ainsi capable d’accepter de fortes variations angulaires des tronçons dues aux courants marins, tremblements de terre ou d’autres causes ayant une influence sur les positions des tronçons.

[0049] Les extrémités des câbles porteurs peuvent être munies d’un dispositif d’adaptation de la longueur des câbles de manière à corriger les effets de la dilatation ou de la variation des niveaux d’eau ou encore des effets des forces transversales. Ce dispositif peut-être constitué de batteries de tenseurs motorisés et sécurisés de manière à ne pas «lâcher» les câbles porteurs. La position des tenseurs peut-être commandée au moins deux fois par année avec une position pour l’hiver et une l’autre pour l’été. On peut aussi piloter ces tenseurs en fonction de la température ou de la position de la flèche ou d’un autre signal ayant la même fonction.

[0050] La fig. 37 présente une traversée de bord à bord constituée d’un pont flottant et d’une passerelle immergée, les câbles porteurs (Px) étant ancrés sur chacune des rives, les dits câbles pouvant être constitués de plusieurs éléments de report de la traction. Judicieusement, l’une des extrémités des câbles sera aussi équipée de tenseurs d’adaptation de la longueur des câbles.

[0051] Les fig. 38 et 39 présentent une autre variante de passerelle immergée et portée par une structure similaire à celle d’un pont suspendu ceci dans le but d’augmenter la hauteur de la flèche. Cette combinaison de grande flèche et de tunnel autoporté permet d’obtenir de très grandes portées. Les influences du vent sont réduites sur les câbles et les effets des courants d’eau peuvent être amoindris en agençant une structure oblique (382) des câbles porteurs (381). A ce jour et malgré le très grand nombre de projets évoqués, aucun tunnel flottant n’a été ralisé. L’un des dangers qui peut bloquer une décision et le fait qu’en cas d’ennuis majeurs et en particulier l’arrivée d’eau dans le tunnel, il perd l’effet «Archimède» et s’effondre. Les fig. 40 et 41présentent deux configurations de tunnels flottants sur piles, l’un optimisé économiquement avec des travées de 200 m et 6 câbles (type 37 T 15) (401) pour supporter la charge et l’autre avec des travées de 100 m et 12 câbles (411) pour supporter la charge, le premier s’effondre en cas de voie d’eau alors que le deuxième résistera et la différence de prix n’est pas vraiment importante.

[0052] Parmi les diverses constructions possibles, il est judicieux d’évoquer la production de tronçons de tunnel ayant environ une centaine de mètres entre les extrémités. De tels tronçons peuvent être produits d’une seule pièce dans une darse de plus de 100 m. Le tronçon n’ayant plus à être assemblé en tant que sous-ensemble, peut être constitué de tiges de précontraite (mises sous tension avant que le béton soit coulé et ayant le même effet que les câbles) plutôt que des câbles évoqués dans les alinéas précédents.

Claims (10)

1. Passerelle ou tunnel immergé comprenant des caissons (11) creux reliés entre eux pour former un chemin de circulation (13) et pour permettre l’immersion d’une partie des caissons sous une ligne de flottaison (21, 73, 91) fonction du poids global des caissons, caractérisée en ce que les caissons (11) sont reliés entre eux par une structure de traction (12, 32, 85, 86) formant des tronçons (11), les dits tronçons (101, 102, 103) sont reliés entre eux par une deuxième structure de traction formée de câbles pouvant glisser dans leur gaine (118, 127).

2. Passerelle ou tunnel immergé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tronçons déjà reliés entre eux par un deuxième dispositif de traction forment des sous-ensembles (320, 321, 322) qui, à leur tour peuvent être assemblés entre eux par une troisième structure de traction glissante pour former le tunnel.

3. Passerelle ou tunnel immergé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la première structure de traction comprend des câbles (12, 74, 85, 86) introduits dans des logements formés dans les caissons et des cônes de traction (32) des câbles venant en appui contre deux extrémités des caissons formant ainsi un tronçon et la deuxième structure de câbles glissants (118, 127) introduits dans des logements formés dans les caissons et des cônes de traction (32) des câbles venant en appui contre deux extrémités des tronçons formant ainsi la passerelle cette deuxième structure permettant de contrôler la pression de serrage sur les joints (114, 115).

4. Passerelle ou tunnel immergé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première structure de traction comprend des câbles (12, 74, 85, 86) introduits dans des logements formés dans les caissons et des cônes de traction (32) des câbles venant en appui contre deux extrémités des caissons ou des fers à béton noyés dans le béton après avoir été mis sous tension, formant ainsi un tronçon et la deuxième structure de traction est constituée de câbles (118, 127) venant en appui contre deux extrémités des tronçons formant ainsi la passerelle cette deuxième structure permettant de contrôler la pression de serrage sur les joints (114, 115).

5. Passerelle ou tunnel immergé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle de la pression sur les joints est agencé et dimensionné pour permettre aux deux tronçons de se mouvoir l’un par rapport à l’autre formant ainsi une liaison rotulienne.

6. Passerelle ou tunnel immergé selon la revendication 6 caractérisé en ce que les joints sont accompagnés d’un élément de limitation de la pression maximum en la forme d’un taquet distanceur (243, 244) ou d’un élément ayant une fonction similaire.

7. Passerelle ou tunnel immergé selon les revendications 1 à 7, fixé au moyen de points d’encrage qui peuvent se mouvoir en cas d’instabilité caractérisé en ce que les fixations aux dits points d’encrage sont munies de dispositifs motorisés (351) ou à vérin (301) permettant de corriger partiellement ou totalement ces mouvements.

8. Passerelle ou tunnel immergé selon les revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les câbles porteurs comportent des dispositifs d’adaptation de la longueur des câbles porteurs, ces dispositifs pouvant être motorisés.

9. Passerelle ou tunnel immergé selon les revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu’elle est posée sur un jeu de câbles porteurs (Px) placés sous la passerelle ou agencés de manière similaire aux câbles porteurs et suspentes des ponts suspendus, les dits câbles porteurs et suspentes portant la passerelle (381) et pouvant être biaises (382) afin de mieux résister aux efforts perturbateurs latéraux.

10. Pont flottant contigu à une passerelle ou tunnel immergé selon les revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les câbles porteurs de la passerelle ou du tunnel immergé traversent le pont flottant adjacent.