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Constructions Sous-Marines - Comment les ingénieurs les réalisent-ils ?
Constructions Sous-Marines - Comment les ingénieurs les réalisent-ils ?
De nombreux ouvriers luttent contre les violents courants marins pour achever la construction d'un pont sous-marin. Pouvez-vous déceler l'erreur commise par l'ingénieur en chef de la construction ? Cette erreur entraînera une catastrophe. Bienvenue dans la tâche difficile du génie civil : la construction sous-marine.
Même si nous appelons cela construction sous-marine, les ingénieurs d'aujourd'hui évitent complètement l'eau lorsqu'ils construisent une structure sous-marine. Pour évacuer l'eau de votre zone de construction, vous devez d'abord construire un barrage temporaire appelé bâtard d'eau. Le fait de travailler directement sous l'eau est loin d'être une méthode pratique.
La question qui se pose alors est de savoir comment construire le bâtard sous l'eau. La première étape consiste à ériger ces piliers servant de guide à l'aide d'une machine pylonneuse. Les piliers permettent de guider la construction du bâtardau. Les ouvriers enfoncent ensuite de nombreuses palplanches dans le sol à l'aide de la même machine. Ces palplanches sont dotées d'un système d'emboîtement sur leurs deux extrémités. Un mécanisme d'emboîtement aussi astucieux permet de réduire au minimum les fuites d'eau. Les palplanches sont enfoncées sous le fond marin jusqu'à ce qu'elles atteignent le socle rocheux. L'ordre de pose des palplanches se fait en partant des coins vers le centre, ce qui permet de maintenir l'alignement.
Avez-vous remarqué quelque chose de particulier à propos de la machine servant à enfoncer les palplanches ? Elle ne se contente pas de pousser les palplanches vers le bas. Vous pouvez facilement imaginer ce qui se passerait si les palplanches étaient simplement enfoncées dans le sol. Pour pénétrer dans le sol, la machine utilise des vibrations. Si vous observez attentivement, vous verrez ces minuscules vibrations très rapides. La particularité de cette machine réside dans le fait qu'elle est constituée de deux poids excentriques tournant en sens inverse. Le but de ces poids est d'induire des vibrations dans la machine. Ces machines fonctionnent également selon la même technique de vibration que celle utilisée dans l'expérience.
Ce navire à l'aspect plat, appelé barge, est utilisé pour transporter les machines et les composants nécessaires sur le chantier de construction. Nous sommes maintenant prêts pour la grande phase du projet de construction : le pompage de l'eau du bâtard d'eau. Cependant, avant de réaliser tous ces travaux, les ingénieurs ont une mission importante à accomplir. Voyons de quoi il s'agit avant d'entamer la phase de pompage de l'eau.
Les ingénieurs du projet ont dû réaliser une étude géotechnique détaillée du sol sur lequel le bâtard d'eau allait être construit. Ils ont sélectionné le terrain de manière à ce qu'il puisse supporter la charge de la structure permanente. Le test le plus couramment utilisé pour mesurer la résistance du sol est un test in situ appelé test de pénétration au cône. Vous pouvez voir comment le dispositif de test de pénétration au cône est maintenu au fond de l'océan. La pointe conique de l'appareil pénètre dans le sol et les capteurs renvoient les valeurs de frottement et de résistance du sol. La pénétration se poursuit jusqu'à ce qu'elle atteigne le substrat rocheux. Vous pouvez voir l'augmentation soudaine de la valeur de résistance une fois que le socle rocheux est atteint. Grâce à cet essai pratique, les ingénieurs savent à quelle profondeur les palplanches doivent être enfoncées. Les palplanches doivent atteindre le socle rocheux.
Revenons maintenant au projet et commençons à pomper l'eau. Au fur et à mesure que le niveau de l'eau baisse, vous remarquerez des fuites d'eau entre les palplanches. Cela est dû à la pression différentielle de l'eau. Une seule couche de palplanche ne fonctionne pas, nous devons donc les doubler. L'espace entre ces murs de palplanche est généralement rempli d'un matériau granulaire tel que du sable, du gravier ou des pierres cassées. Ce bâtard d'eau à double couche résistera efficacement aux fuites d'eau entre les palplanches.
Maintenant, enlevons toute l'eau du bâtard d'eau. Heureusement, il n'y a pas de fuite d'eau visible. Oh non, que s'est-il passé ? L'ensemble du bâtard d'eau s'est effondré vers l'intérieur. Auparavant, lorsque l'eau était présente des deux côtés, la force de la pression de l'eau agissant sur le bâtard d'eau s'annulait mutuellement. Vous pouvez facilement en comprendre la raison. Cependant, lorsque l'eau à l'intérieur disparaît, une énorme force s'applique de l'extérieur vers l'intérieur, ce qui détruit le bâtard d'eau.
L'effondrement des palplanches vers l'intérieur peut être évité en érigeant une structure de contreventement entre les palplanches. Le système de cadre du contreventement comprend des éléments tels que des poutres, des entretoises et des contreventements. La connexion entre ces poutres et entretoises est boulonnée, comme illustré ici. Ces éléments horizontaux, appelés jambes de force, fournissent un soutien latéral qui résiste au mouvement vers l'intérieur des parois du bâtardau. Le bâtard d'eau est maintenant très solide et il a atteint le lit rocheux. Enlevons maintenant l'eau. Pouvez-vous prédire ce qui va se passer maintenant ?
Même si nous appelons cela construction sous-marine, les ingénieurs d'aujourd'hui évitent complètement l'eau lorsqu'ils construisent une structure sous-marine. Pour évacuer l'eau de votre zone de construction, vous devez d'abord construire un barrage temporaire appelé bâtard d'eau. Le fait de travailler directement sous l'eau est loin d'être une méthode pratique.
La question qui se pose alors est de savoir comment construire le bâtard sous l'eau. La première étape consiste à ériger ces piliers servant de guide à l'aide d'une machine pylonneuse. Les piliers permettent de guider la construction du bâtardau. Les ouvriers enfoncent ensuite de nombreuses palplanches dans le sol à l'aide de la même machine. Ces palplanches sont dotées d'un système d'emboîtement sur leurs deux extrémités. Un mécanisme d'emboîtement aussi astucieux permet de réduire au minimum les fuites d'eau. Les palplanches sont enfoncées sous le fond marin jusqu'à ce qu'elles atteignent le socle rocheux. L'ordre de pose des palplanches se fait en partant des coins vers le centre, ce qui permet de maintenir l'alignement.
Avez-vous remarqué quelque chose de particulier à propos de la machine servant à enfoncer les palplanches ? Elle ne se contente pas de pousser les palplanches vers le bas. Vous pouvez facilement imaginer ce qui se passerait si les palplanches étaient simplement enfoncées dans le sol. Pour pénétrer dans le sol, la machine utilise des vibrations. Si vous observez attentivement, vous verrez ces minuscules vibrations très rapides. La particularité de cette machine réside dans le fait qu'elle est constituée de deux poids excentriques tournant en sens inverse. Le but de ces poids est d'induire des vibrations dans la machine. Ces machines fonctionnent également selon la même technique de vibration que celle utilisée dans l'expérience.
Ce navire à l'aspect plat, appelé barge, est utilisé pour transporter les machines et les composants nécessaires sur le chantier de construction. Nous sommes maintenant prêts pour la grande phase du projet de construction : le pompage de l'eau du bâtard d'eau. Cependant, avant de réaliser tous ces travaux, les ingénieurs ont une mission importante à accomplir. Voyons de quoi il s'agit avant d'entamer la phase de pompage de l'eau.
Les ingénieurs du projet ont dû réaliser une étude géotechnique détaillée du sol sur lequel le bâtard d'eau allait être construit. Ils ont sélectionné le terrain de manière à ce qu'il puisse supporter la charge de la structure permanente. Le test le plus couramment utilisé pour mesurer la résistance du sol est un test in situ appelé test de pénétration au cône. Vous pouvez voir comment le dispositif de test de pénétration au cône est maintenu au fond de l'océan. La pointe conique de l'appareil pénètre dans le sol et les capteurs renvoient les valeurs de frottement et de résistance du sol. La pénétration se poursuit jusqu'à ce qu'elle atteigne le substrat rocheux. Vous pouvez voir l'augmentation soudaine de la valeur de résistance une fois que le socle rocheux est atteint. Grâce à cet essai pratique, les ingénieurs savent à quelle profondeur les palplanches doivent être enfoncées. Les palplanches doivent atteindre le socle rocheux.
Revenons maintenant au projet et commençons à pomper l'eau. Au fur et à mesure que le niveau de l'eau baisse, vous remarquerez des fuites d'eau entre les palplanches. Cela est dû à la pression différentielle de l'eau. Une seule couche de palplanche ne fonctionne pas, nous devons donc les doubler. L'espace entre ces murs de palplanche est généralement rempli d'un matériau granulaire tel que du sable, du gravier ou des pierres cassées. Ce bâtard d'eau à double couche résistera efficacement aux fuites d'eau entre les palplanches.
Maintenant, enlevons toute l'eau du bâtard d'eau. Heureusement, il n'y a pas de fuite d'eau visible. Oh non, que s'est-il passé ? L'ensemble du bâtard d'eau s'est effondré vers l'intérieur. Auparavant, lorsque l'eau était présente des deux côtés, la force de la pression de l'eau agissant sur le bâtard d'eau s'annulait mutuellement. Vous pouvez facilement en comprendre la raison. Cependant, lorsque l'eau à l'intérieur disparaît, une énorme force s'applique de l'extérieur vers l'intérieur, ce qui détruit le bâtard d'eau.
L'effondrement des palplanches vers l'intérieur peut être évité en érigeant une structure de contreventement entre les palplanches. Le système de cadre du contreventement comprend des éléments tels que des poutres, des entretoises et des contreventements. La connexion entre ces poutres et entretoises est boulonnée, comme illustré ici. Ces éléments horizontaux, appelés jambes de force, fournissent un soutien latéral qui résiste au mouvement vers l'intérieur des parois du bâtardau. Le bâtard d'eau est maintenant très solide et il a atteint le lit rocheux. Enlevons maintenant l'eau. Pouvez-vous prédire ce qui va se passer maintenant ?
Ici, j'ai fait un bâtard d'eau, un petit bâtard d'eau, mais joli non ? Voyons maintenant ce qui se passe si je retire l'eau du bâtard d'eau. Je retire l'eau. Avez-vous vu cette belle forme en U ? Les particules d'eau se déplacent en forme de U sous le bâtard d'eau. Cela est dû à la différence de pression de l'eau. La même chose se produit à l'intérieur d'un bâtard d'eau lorsque vous en retirez l'eau.
Comme dans l'expérience, des infiltrations d'eau se produisent également dans notre bâtard d'eau. Les techniques visant à empêcher l'infiltration de l'eau sont difficiles à mettre en œuvre. C'est pourquoi nous allons pomper cette eau d'infiltration en continu. Si le sol au-dessus de la couche dure est enlevé et que le bétonnage est effectué sur la couche dure, notre projet sous-marin est à moitié terminé. C'est ce qu'on appelle la technique de la chape de scellement en béton. La chape de scellement en béton servira également de base solide, empêchant toute fuite d'eau. Voyons comment cela se passe.
L'enlèvement de la terre du bâtard se fait généralement à l'aide de bennes à terre à palonnier. Ces bennes sont actionnées par une excavatrice. Le fonctionnement de la benne à terre à palonnier est plutôt cool, non ? Vous connaissez l'étape suivante : la couche de scellement en béton. Pour s'assurer que la couche de scellement en béton soit bien liée à la roche mère, nous avons besoin de quelques pieux qui pénètrent dans la roche mère. La pylonneuse à vibration vient à nouveau nous aider. Elle pousse quelques tubes d'acier creux dans le substrat rocheux. La roche dure à l'intérieur de ce cylindre est enlevée à l'aide d'une tarière. Il s'agit maintenant de placer des barres d'armature dans cette cavité et de couler du béton. Une fois que les pieux sont prêts, nous pouvons construire la couche de scellement en béton au-dessus.
Étant donné que des eaux d'infiltration sont toujours présentes sur cette base, le bétonnage de la chape de scellement est réalisé à l'aide d'une trémie. Cette méthode comprend un godet à trémie et un long tuyau segmenté. Un ciment spécial à haute maniabilité est utilisé pour bétonner le sol. Un bouchon épais est installé au fond du tuyau de trémie pour empêcher l'eau de pénétrer à l'intérieur du tuyau. Au bout d'un certain temps, ce tuyau est soulevé d'un coup sec, ce qui provoque la coulée du béton et l'enlèvement du bouchon inférieur. Pendant ce processus, l'extrémité de décharge du tuyau de trémie est continuellement immergée dans le béton. Ainsi, le béton qui est coulé est moins susceptible de se mélanger avec l'eau d'infiltration environnante.
Maintenant que la chape de scellement en béton est prête, il est temps de s'attaquer au reste des travaux de construction. Cette structure bloque efficacement les infiltrations d'eau. Les ouvriers posent le squelette constitué de barres d'armature de haute qualité pour construire la semelle du pilier du pont. Comme la structure du pilier va rester dans l'eau, les ingénieurs veillent à ce que les matériaux utilisés pour la construction soient de la meilleure qualité. Ils doivent supporter avec succès la pression de l'eau ainsi que la charge du pont.
Au fur et à mesure que l'ossature du pilier du pont progresse, des dispositions sont prises pour couler le béton dans la structure. Une fois que le béton est entièrement coulé dans le squelette, la structure est maintenue en l'état pour gagner en solidité. Il faut généralement 14 à 28 jours pour qu'un pilier de pont acquière une solidité totale. Une fois que le pilier du pont a acquis suffisamment de solidité, le bâtard n'est plus utile et n'est pas agréable à regarder. C'est pourquoi les ingénieurs l'enlèvent. Cependant, l'enlèvement du bâtard d'eau au-dessous du niveau de la chape de scellement en béton peut affecter la résistance de l'ensemble de la structure. C'est pourquoi les ingénieurs coupent les palplanches à ce niveau. Et voilà : le pilier du pont est maintenant prêt à supporter son poids. J'espère que vous avez apprécié la vidéo sur les techniques de construction sous-marine utilisant des bâtards d'eau. Mais voici une autre technologie de construction sous-marine appelée caisson et une autre encore appelée fondation sur pieu. Nous aborderons cette technologie dans une autre vidéo. Cela fait vraiment la différence. Merci, prenez soin de vous, bye bye.
Comme dans l'expérience, des infiltrations d'eau se produisent également dans notre bâtard d'eau. Les techniques visant à empêcher l'infiltration de l'eau sont difficiles à mettre en œuvre. C'est pourquoi nous allons pomper cette eau d'infiltration en continu. Si le sol au-dessus de la couche dure est enlevé et que le bétonnage est effectué sur la couche dure, notre projet sous-marin est à moitié terminé. C'est ce qu'on appelle la technique de la chape de scellement en béton. La chape de scellement en béton servira également de base solide, empêchant toute fuite d'eau. Voyons comment cela se passe.
L'enlèvement de la terre du bâtard se fait généralement à l'aide de bennes à terre à palonnier. Ces bennes sont actionnées par une excavatrice. Le fonctionnement de la benne à terre à palonnier est plutôt cool, non ? Vous connaissez l'étape suivante : la couche de scellement en béton. Pour s'assurer que la couche de scellement en béton soit bien liée à la roche mère, nous avons besoin de quelques pieux qui pénètrent dans la roche mère. La pylonneuse à vibration vient à nouveau nous aider. Elle pousse quelques tubes d'acier creux dans le substrat rocheux. La roche dure à l'intérieur de ce cylindre est enlevée à l'aide d'une tarière. Il s'agit maintenant de placer des barres d'armature dans cette cavité et de couler du béton. Une fois que les pieux sont prêts, nous pouvons construire la couche de scellement en béton au-dessus.
Étant donné que des eaux d'infiltration sont toujours présentes sur cette base, le bétonnage de la chape de scellement est réalisé à l'aide d'une trémie. Cette méthode comprend un godet à trémie et un long tuyau segmenté. Un ciment spécial à haute maniabilité est utilisé pour bétonner le sol. Un bouchon épais est installé au fond du tuyau de trémie pour empêcher l'eau de pénétrer à l'intérieur du tuyau. Au bout d'un certain temps, ce tuyau est soulevé d'un coup sec, ce qui provoque la coulée du béton et l'enlèvement du bouchon inférieur. Pendant ce processus, l'extrémité de décharge du tuyau de trémie est continuellement immergée dans le béton. Ainsi, le béton qui est coulé est moins susceptible de se mélanger avec l'eau d'infiltration environnante.
Maintenant que la chape de scellement en béton est prête, il est temps de s'attaquer au reste des travaux de construction. Cette structure bloque efficacement les infiltrations d'eau. Les ouvriers posent le squelette constitué de barres d'armature de haute qualité pour construire la semelle du pilier du pont. Comme la structure du pilier va rester dans l'eau, les ingénieurs veillent à ce que les matériaux utilisés pour la construction soient de la meilleure qualité. Ils doivent supporter avec succès la pression de l'eau ainsi que la charge du pont.
Au fur et à mesure que l'ossature du pilier du pont progresse, des dispositions sont prises pour couler le béton dans la structure. Une fois que le béton est entièrement coulé dans le squelette, la structure est maintenue en l'état pour gagner en solidité. Il faut généralement 14 à 28 jours pour qu'un pilier de pont acquière une solidité totale. Une fois que le pilier du pont a acquis suffisamment de solidité, le bâtard n'est plus utile et n'est pas agréable à regarder. C'est pourquoi les ingénieurs l'enlèvent. Cependant, l'enlèvement du bâtard d'eau au-dessous du niveau de la chape de scellement en béton peut affecter la résistance de l'ensemble de la structure. C'est pourquoi les ingénieurs coupent les palplanches à ce niveau. Et voilà : le pilier du pont est maintenant prêt à supporter son poids. J'espère que vous avez apprécié la vidéo sur les techniques de construction sous-marine utilisant des bâtards d'eau. Mais voici une autre technologie de construction sous-marine appelée caisson et une autre encore appelée fondation sur pieu. Nous aborderons cette technologie dans une autre vidéo. Cela fait vraiment la différence. Merci, prenez soin de vous, bye bye.