FR2621062A1 - Structure en coque et procede de fabrication d'une telle structure - Google Patents

Abstract

Structure en coque de cheminée de réfrigérant atmosphérique pour centrale. La structure comprend une charpente reposant sur des fondations 10 et un voile porté par la charpente délimitant une cheminée. La charpente est constituée par un treillis comprenant au moins deux jeux de barres, les barres d'un jeu ayant des inclinaisons opposées à celles de l'autre sur la verticale, et en ce que chaque barre est constituée d'une file de profilés droits ayant une liaison d'encastrement, fabriqués par pultrusion d'un produit thermo-durcissable renforcé par des fibres, les barres de l'un des jeux au moins étant munies de moyens de fixation du voile.

Description

Structure en coaue et Procédé de fabrication d'une telle structure.

La présente invention concerne les structures en coque du type comprenant une charpente reposant sur des fondations et un voile porté par la charpente et délimitant une cheminée. Elle trouve une application particu lièrement importante dans le domaine des réfrigérants atmosphériques, utilisés notamment dans les centrales de production d'électricité.

La plupart des réfrigérants atmosphériques existant à l'heure actuelle sont constitués par une structure monolithique, en béton armé, dont la hauteur peut atteindre 180 m et plus, supportant un réseau de canalisations destiné à disperser l'eau à refroidir sur un corps d'échange.

On a cependant proposé également d'autres constitutions. En particulier, on a proposé des structures comprenant une charpente, souvent métallique, et un voile constitué par des panneaux en matériaux divers, tels que des composites constitués d'une matrice organique et des renforts, de métal ou de béton. Les panneaux sont assemblés entre eux par des moyens mécaniques tels que des boulons.

La fiabilité de telles structures est conditionnée par le maintien d'une surveillance permanente et des frais de maintenance élevés. Au surplus, la construction de toutes ces structures est longue et les réparations sont délicates.

On a également proposé (FR-A-2 222 516) une structure en coque du type ci-dessus défini dont la charpente est constituée par des éléments méridiens reliés à des éléments circonférentiels par des noeuds d'assemblage, l'étanchéité étant assurée par un voile.

Cette constitution exige l'utilisation de noeuds d'assemblage coûteux et des opérations complexes.

La présente invention vise à fournir une structure de coque répondant mieux que celles antérieurement connues aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle permet une fabrication simple et relativement économique.

Dans ce but l'invention propose notamment une structure en coque, utilisable notamment pour réaliser la cheminée d'un réfrigérant atmosphérique, comprenant une charpente reposant sur des fondations ancrées dans le sol et un voile porté par la charpente et délimitant une cheminée, caractérisée en ce que la charpente est constituée par un treillis comprenant au moins deux jeux de barres, les barres d'un jeu ayant des inclinaisons opposées à celles de l'autre sur la verticale, et en ce que chaque barre est constituée d'une file de profilés droits ayant une liaison d'encastrement, fabriqués par exemple par pultrusion d'un produit thermo-durcissable renforcé par des fibres, les barres de l'un des jeux au moins étant munies de moyens de fixation du voile. Les fondations compensent le moment de renversement du vent, pris en compte dans les calculs.

La réalisation de la structure est particulièrement simple lorsque la cheminée définit une surface réglée telle qu'un hyperbololde de révolution. Dans ce cas les barres peuvent être droites d'un bout à l'autre.

Le voile peut notamment etre constitué par une toile fortement tendue sur l'ensemble des profilés, à l'extérieur ou à l'intérieur de la charpente. Une autre solution consiste à accrocher une toile à des glissières prévues sur les profilés.

Quelle que soit la solution adoptée pour la réalisation du voile, celui-ci s'arretera à distance des fondations pour ménager, en partie basse de la structure, un passage d'entrée d'air lorsque la structure constitue la cheminée d'un échangeur atmosphérique.

L'extrémité basse du voile peut être fixée à un linteau solidaire de la charpente. Il est également possible, notamment lorsque le voilé est fractionné en tronçons, de prévoir un accrochage à un niveau variable pour obtenir une section de passage ajustable, notamment en fonction de la température ambiante et/ou de la puissance à laquelle fonctionne la centrale.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels
- la figure 1 montre schématiquement, en élévation, la charpente d'une structure de coque suivant l'invention, destinée à constituer un réfrigérant atmosphérique
- la figure 2 est une vue à grande échelle en coupe suivant la ligne II/II de la figure t
- la figure 3 est une vue en élévation montrant un mode de jonction possible entre profilés appartenant à une meme barre
- la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3.

La charpente montrée schématiquement en figure 1 est destinée à constituer la cheminée d'un réfrigérant atmosphérique qui peut etre de l'un quelconque des types couramment utilisés à l'heure actuelle (à dispersion et/ou à ruissellement, à courant croisé ou à contrecourant). Cette charpente repose sur des fondations 10 ancrées dans le sol et elle est constituée par un treillis comprenant au moins deux jeux de barres 12 et 14, les barres d'un jeu ayant des inclinaisons opposée à celle des barres de l'autre jeu sur la verticale et cette inclinaison étant relativement faible, par exemple d'environ 25 mais dépendant de la géométrie de l'ouvrage.Pour plus de clarté, seules ont été représentées sur la figure 1 les barres situées en avant du plan médian. Dans le mode de réalisation illustré, les barres 12 d'un des jeux constituent une couche externe tandis que les barres 14 de l'autre jeu constituent une couche interne.

Chacune des barres 12 ou 14 est constituée par assemblage bout à bout ou manchonnage de plusieurs pro fils. Ces profilés peuvent être tous identiques d'une extrémité à l'autre de chaque barre. Toutefois, pour tenir compte de ce que les efforts à supporter varient d'une extrémité à l'autre des barres, deux types de profilés ou davantage peuvent être utilisés et différer par leur épaisseur de paroi et/ou leurs dimensions transversales.

Les profilés constituant les barres 12 et 14 seront généralement identiques, si ce n'est que seuls les profilés d'une couche seront éventuellement munis de moyens d'accrochage d'une toile destinée à constituer le voile. Dans le cas illustré en figures 2 et 4, chaque profilé constitue un caisson de forme rectangulaire, présentant une cloison médiane 16 de renforcement. Le même résultat peut avantageusement être obtenu avec des profilés cylindriques munis ou non de cloisons internes et/ou de dispositifs de fixation du voile.

Les profilés se présentent en conséquence sous forme de tubes rectilignes de longueur définie. Ils sont avantageusement réalisés par le procédé de pultrusion et constitués d'une matrice thermo-durcissable, qui peut notamment être une résine polyester, vinylester, époxyde ou phénolique contenant une charge de renforcement fibreuse, par exemple en fibre de verre de carbone aramide ou métallique. La teneur du matériau en renfort sera généralement comprise entre 50 s et 70 % en poids.

Toutefois, d'autres procédés de fabrication, tels que l'enroulement filamentaire et l'injection dans un moule, sont utilisables.

Les profilés des deux couches sont assemblés aux points d'intersection. Dans le mode de réalisation montré en figure 2 à titre d'exemple, la fixation est assurée par des boulons 20 traversant les deux profilés qui prennent appui l'un sur l'autre par l'intermédiaire d'une plaque d'élastomère 22 ou d'une pièce adaptée. La tête du boulon et son écrou d'appui prennent appui sur les profilés par l'intermédiaire d'une gouttière 24 d'immobilisation et d'une plaque d'élastomère 26.

L'assemblage entre profilés successifs d'une même barre 12 peut notamment être effectué par mise bout -à bout des profilés et emboîtement, dans les parties terminales en butée, d'un même tronçon de profilé interne 28 qui est e'nsuite collé. On obtient ainsi une liaison d'encastrement extrêmement rigide entre profilés successifs, la longueur des tronçons 28 étant déterminée en fonction des efforts à supporter. Ces tronçons peuvent avoir une forme correspondant à l'ensemble de la section interne des profilés, démunis localement de cloison 16. Dans une autre réalisation, deux profilés internes sont introduits, de part et d'autre de la cloison 16.

Dans le cas général où la structure constitue une surface réglée, par exemple un hyperboloide de révolution, les barres sont placées suivant les lignes droites de la structure et les tronçons 28 sont prévus pour maintenir les profilés successifs d'une même barre en alignement. Cette disposition n'est toutefois pas impérative et il serait également possible de prévoir des barres dans lesquelles les profilés successifs font un léger angle mutuel.

Les barres 12 et 14 seront fréquemment liées entre-elles, au minimum par un linteau inférieur 30 et par un couronnement 32 à l'extrémité haute. Des cerces horizontales seront disposées en tant que de besoin à des niveaux intermédiaires fixés par les études et l'expérience. Ces cerces peuvent être réalisées selon une ligne polygonale à l'aide d'éléments rectilignes. Le linteau 30 délimite la partie basse de la cheminée, au dessous de laquelle s'effectue l'entrée d'air.

Le voile d'étanchéité peut notamment être constitué par des toiles placées entre les barres. Dans le cas où les barres 12 comportent des glissières du genre montré sur les figures 2 et 3, une solution simple consiste à utiliser des bandes de toile munies de moyens d'accrochage et de coulisseaux latéraux destinés à s'engager dans les glissières 18. Chaque bande de toile est alors disposée entre deux barres 12 adjacentes.

Chaque bande de toile peut alors être arrêtée en haut et en bas sur le couronnement 32 et le linteau 30. En bas, le voile peut cependant être fixé à un dispositif mobile permettant de régler la section de passage d'air à la base de la structure. Une autre solution consiste à disposer des losanges de toile chacun dans l'intervalle entre deux barres internes et deux barres externes.

Du fait de la légèreté de la structure ainsi réalisée, sa fabrication peut être entreprise de façon simple à partir du sol, ce qui supprime les difficultés que présenterait l'assemblage de profilés tubulaires à grande hauteur. Le couronnement, maintenu au dessus du niveau du sol par un mât central provisoire ou définitif, reçoit les profilés les plus hauts. Puis le couronnement est levé périodiquement pour permettre le montage des profilés situés immédiatement au dessous de ceux qui ont été placés. On peut ainsi réaliser l'ensemble de la charpente de façon simple avant démontage éventuel du mât central.

Une variante consiste à maintenir en place définitivement le mât central qui est alors utilisé pour les besoins divers d'entretien et de surveillance de l'ou- vrage. il supporte des bras mobiles pouvant porter des nacelles, outils ou tout autre appareil d'intervention nécessaire. Dans une autre variante, le voile est muni de fils, structuraux ou non, prévus pour y faire passer un courant de chauffage en vue du dégivrage ou pour éviter la prise en glace.

L'invention ne se limite pas aux modes particuliers de réalisation qui ont été représentés et décrits à titre d'exemple et il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend aux variantes restant dans le cadre des équivalences.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Structure en coque, utilisable notamment pour réaliser la cheminée d'un réfrigérant atmosphérique, comprenant une charpente reposant sur des fondations (10) ancrées dans le sol et un voile porté par la charpente et délimitant une cheminée, caractérisée en ce que la charpente est constituée par un treillis comprenant au moins deux jeux de barres (12,14), les barres d'un jeu ayant des inclinaisons opposées à celles de l'autre sur la verticale, et en ce que chaque barre est constituée d'une file de profilés rectilignes ayant une liaison d'encastrement entre eux et éventuellement des cerces placées en différents niveaux, fabriqués par pultrusion, d'un produit thermo-durcissable renforcé par des fibres, les barres de l'un des jeux au moins étant munies de moyens de fixation du voile.

2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cheminée définit une surface réglée et en ce que les barres sont dirigées suivant les lignes droites de ladite surface.

3. Structure en coque constituant la cheminée d'un réfrigérant atmosphérique, comprenant une charpente reposant sur des fondations (10) ancrées dans le sol et un voile porté par la charpente et délimitant une cheminée, caractérisée en ce que la charpente est constituée par un treillis comprenant au moins deux jeux de barres rectilignes, les barres d'un jeu ayant des inclinaisons opposées à celles de l'autre sur la verticale, et en ce que chaque barre est constituée d'une file de profilés rectilignes ayant une liaison d'encastrement, en produit thermo-durcissable renforcé par des fibres, les barres de l'un des jeux au moins étant munies de moyens de fixation d'une toile constituant le voile.

4. Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque profilé est fabriqué par pultru sion, enroulement filamentaire, injection en moule ou tout autre procédé de plasturgie.

5. Structure selon l'une quelconque des revendications prédédentes, caractérisée en ce que le voile est constitué par une toile d'une seule pièce ou formée de tronçons horizontaux tendue sur l'ensemble des profilés, à l'extérieur ou à l'intérieur de la charpente.

6. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le voile est constituée de bandes ou autres surfaces polygonales accrochées à des glissières (18) prévues sur les profilés.

7. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'extrémité basse du voile est soit fixée à un linteau (30) solidaire de la charpente, soit fixée à un dispositif mobile permettant d'ajuster la section de passage de l'air à la base de l'ouvrage.

8. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la liaison d'encastrement entre profilés successifs est constituée par des profilés internes (28) s'engageant chacun dans les parties terminales de deux profilés successifs et solidarisés par collage desdits profilés successifs.

9. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux jeux de barres sont solidarisés l'un de l'autre, à chaque croisement entre barres, par au moins un boulon prenant appui sur les barres à relier par l'intermédiaire d'éléments d'appui (24) et de plaques d'élastomère (26).

10. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un mât central en place à titre définitif en vue d'utilisation pour les besoins divers d'entretien et de surveillance de l'ouvrage.

11. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le voile est muni de fils, structuraux ou non, prévus pour y faire passer un courant de chauffage en vue du dégivrage ou pour éviter la prise en glace.

12. Procédé de montage d'une structure en coque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on assemble les barres progressivement du haut vers le bas, en relevant à l'aide d'un mât central la partie déjà réalisée avant de la prolonger vers le bas.