La présente invention concerne tout d'abord un procédé de montage de planchers dans une coque dont la paroi de béton est érigée par une installation de coffrage autogrimpant continu.

Le terme "coque" utilisé dans la présente demande désigne d'une façon générale toute structure à section transversale fermée, comme celle d'une colonne ou d'une tour pouvant avoir de grandes dimensions.

Il pourra s'agir plus particulièrement de colonnes creuses en béton de grande hauteur, pouvant avoir une géométrie fortement variable et présenter notamment de fortes variations de diamètre (forte conicité), ces colonnes pouvant être plus spécialement destinées, mais non exclusivement, à supporter des installations de plates-formes de forage ou d'exploitation de gisements d'hydrocarbures en mer.

Une installation de coffrage autogrimpant utilisable pour l'érection de voiles de béton de grande hauteur, notamment pour l'érection de tours de réfrigération de l'eau dans les centrales de production d'électricité, a été décrite dans le brevet européen n° 108 697 dont la demanderesse est également titulaire.

La paroi à ériger étant élaborée par levées suc­cessives effectuées suivant la périphérie de l'ouvrage jusqu'à l'obtention de la hauteur voulue, cette instal­lation connue comporte essentiellement, sur chaque face de la paroi, des moyens de fixation momentanée de pas­serelles de travail sur une partie sous-jacente déjà coulée et durcie de la paroi, des moyens de coffrage de la levée suivante sur ladite partie sous-jacente et des moyens de grimpage propres à produire une auto-élévation de l'ensemble des passerelles ; quant aux moyens de fixation en question, ils comprennent des séries de montants s'étendant substantiellement dans des plans en principe verticaux et dont les montants inférieurs sont ancrés dans le béton durci de la paroi, ces séries étant régulièrement espacées selon la périphérie de la paroi, lesdits montants servant d'une part d'éléments de maintien des banches de coffrage et d'autre part de moyens de guidage et d'accrochage de consoles mobiles auto-élévatrices supportant lesdites passerelles.

Une telle installation peut être utilisée sen­siblement de la même façon pour l'érection de colonnes creuses de plus faible diamètre mais de diamètre for­tement variable, comme l'est celui des colonnes des plates-formes précitées, et ceci moyennant seulement quelques aménagements, notamment quant à l'établissement des passerelles.

Cependant, l'érection d'une paroi de colonne creuse, en particulier pour plates-formes off shore, pose un problème spécifique, qui est que les planchers, qui sont destinés à supporter divers équipements, doivent pouvoir être posés à l'intérieur de la colonne au cours de l'érection même de la paroi - ces planchers devant s'y étager au fur et à mesure de cette érection - et ceci alors que la partie supérieure de la face inté­rieure de la paroi, au niveau de laquelle partie le plancher doit être fixé, est (comme la face extérieure de cette paroi) occupée par les coffrages, les montants ainsi que les consoles mobiles auto-élévatrices et leurs passerelles, équipements nécessaires à la poursuite de l'érection de la colonne au-dessus du plancher une fois posé.

Le but essentiel de la présente invention est de résoudre ce problème particulier.

Pour ce faire, et sous son aspect le plus géné­ral, un procédé de montage de planchers conforme à l'invention, lorsque l'on utilise une installation de coffrage autogrimpant du type défini au-début, sera essentiellement caractérisé en ce que pour permettre le montage, dans la colonne ou coque, d'un plancher comportant à sa périphérie une série de dégagements équirépartis, et considérant les premiers ensembles et les troisièmes ensembles comprenant chacun les consoles qui sont accrochées sur deux séries voisines de montants intérieurs, et les passerelles supportées par ces consoles, on opère de la façon suivante :

- on interrompt les opérations de coffrage et de bétonnage du côté intérieur de la paroi ;

- on dépose les passerelles de chacun des ensem­bles intermédiaires ou seconds ensembles, sur les passe­relles de l'un ou l'autre des ensembles voisins ;

- on fait descendre lesdits troisièmes ensembles à un niveau inférieur à celui desdits premiers ensem­bles ;

- on transfère latéralement lesdits troisièmes ensembles sous les premiers ;

- on met en place le plancher à monter dans la coque, lesdits premiers et troisièmes ensembles superposés laissant alors passage aux dégagements correspondants du plancher qui peut ainsi être mis en place ;

- on transfère latéralement lesdits premiers ensembles aux emplacements respectifs qu'occupaient auparavant les troisièmes ensembles ;

- on fait monter lesdits troisièmes ensembles aux emplacements respectifs qu'occupaient auparavant les premiers ensembles ; et

- on remet en place les passerelles des ensembles intermédiaires, ensuite de quoi les opérations de coffrage et de bétonnage peuvent se poursuivre, jusqu'à la pose du prochain plancher.

Bien entendu, pour éviter les pertes de temps il sera avantageux que ces différents mouvements soient synchronisés pour tous les groupes de montants, consoles et passerelles répartis sur tout le pourtour interne de la paroi de la coque, et comprenant ce que l'on a appelé plus haut par convention un "premier", un "second" et un "troisième" ensemble, étant entendu que les "seconds ensembles" sont des ensembles intercalés à chaque fois entre un premier ensemble et le troisisème ensemble suivant.

La présente invention concerne également une installation de coffrage autogrimpant continu pour la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit dans ses grandes lignes.

Pour ce faire, l'installation décrite au début sera essentiellement caractérisée en ce qu'elle comporte d'une part des moyens de transfert latéral de troisièmes ensembles comprenant chacun deux consoles voisines et leurs passerelles, ce qui permet de transférer sous un premier ensemble voisin chaque troisième ensemble après que ce dernier a été ramené, par lesdits moyens de grimpage, à un niveau inférieur à celui dudit premier ensemble, ce qui permet de mettre en place le plancher, et d'autre part des moyens de transfert latéral des premiers ensembles, permettant de les transférer aux emplacements respectifs occupés précédemment par lesdits troisièmes ensembles, ensuite de quoi lesdits moyens de grimpage permettent auxdits troisièmes ensembles d'être remontés aux emplacements respectifs occupés précédem­ment par lesdits premiers ensembles.

D'autres détails du procédé et de l'installation conformes à l'invention, ainsi que leur fonctionnement, vont maintenant être décrits à titre d'exemple nullement limitatif, avec référence aux figures du dessin ci-­annexé dans lequel :

• - la figure 1 montre en vue de profil deux consoles autogrimpantes disposées de part et d'autre d'une paroi de coque ou colonne creuse en cours d'érection ;
• - les figures 2 à 5 sont des vues de face schématiques montrant les différents déplacements des ensembles de consoles sur la face interne de la paroi de coque pour laisser passage à un plancher ;
• - les figures 6a à 10a sont des vues schéma­tiques en coupe de la colonne en cours d'érection, mon­trant les différentes phases préparatoires et consécu­tives à la mise en place d'un plancher ;
• - les figures 6b à 10b sont les vues schémati­ques respectives correspondantes en plan ;
• - les figures 11a à 11e sont des vues schéma­tiques de profil montrant les différentes opérations préparatoires aux transferts latéraux des ensembles de consoles ; et
• - les figures 12, 13 et 14 montrent plus en détail les chariots de transfert, respectivement dans une vue de face, une vue de profil et une vue en plan.

Sur la figure 1, la paroi de colonne creuse en béton en cours d'érection a été référencée 1. Les mon­tants permettant le maintien des banches de coffrage, l'accrochage et l'autogrimpage des consoles de support des passerelles ont été référencées M₁ à M₅ du côté intérieur de la colonne (supposé être le côté droit de la figure), et M′₁ à M′₅ du côté extérieur. Les montants sont ainsi équirépartis en séries de cinq sur tous les pourtours intérieur et extérieur de la paroi 1. Les montants inférieurs M₁ à M₄ et M′₁ à M′₄ sont ancrés dans le béton durci des levées précédentes de la paroi ; sur la figure, les montants M₅ et M′₅, auparavant fixés sous les montants M₄ et M′₄, ont été supposés remontés au-dessus des montants M₁ et M′₁, respectivement, pour permettre d'assurer la coulée suivante.

Dans ce qui suit, les consoles accrochées sur les séries intérieures de montants seront désignées I₁, I₂, I₃... I_n elles peuvent être décalées d'une demi-­distance par rapport aux consoles des séries extérieures de montants (non référencées), comme cela a été décrit dans le brevet européen précité n° 108 697. De façon également connue par ce brevet, les différents montants sont pourvus de moyens permettant d'en régler avec pré­cision l'inclinaison, à la fois dans le plan radial et dans le plan tangent à la paroi 1, de façon à toujours pouvoir contrôler la forme, l'inclinaison et l'épaisseur de la paroi 1 en cours d'érection ; il n'y a pas lieu de redécrire ces moyens ici, non plus que la constitu­tion détaillée des montants, qui ne différent que peu des montants de l'installation connue. Il y a cependant lieu de noter que chaque montant comporte, pour assurer le grimpage des consoles, quatre trous de brochage transversaux, lesquels ont été référencés B₁, B₂, B₃ et B₄ sur le montant inférieur et intérieur M₄ (ces références peuvent désigner indifféremment les broches ou les trous qui les reçoivent).

Les consoles, référencées globalement 2 et 2′, sont élaborées sous la forme de structures métalliques à parallélogrammes articulés déformables, pour suivre la pente de la paroi 1.

Chaque console comporte deux longerons principaux antérieurs 3 et 3′ reliés de façon articulée, par des traverses d'appui, à des longerons secondaires posté­rieurs 4 et 4′ ; les consoles sont renforcées par des jambes de force réglables 5 et 5′. Pour chaque console, lesdites traverses d'appui portent trois niveaux de passerelles de travail et/ou de stockage de matériaux ou d'équipements, respectivement P₁, P₂, P₃ et P′₁, P′₂, P′₃. On voit que la passerelle supérieure et extérieure P′₁ est élargie, par rapport à la passerelle supérieure et intérieure P₁ ; elle est également renforcée, et étayée par un prolongement réglable 5˝ de la jambe de force 5′, de sorte à pouvoir supporter éventuellement le poids d'une zone de stockage ainsi que le poids de chariots à béton, une voie de roulement (non représen­tée) étant prévue sur cette passerelle P′₁.

Considérant maintenant la console intérieure 2 (pour ce qui est des dispositions qui suivent, la console extérieure 2′ sera constituée de la même manière), ses longerons antérieurs 3 portent chacun une potence fixe 6 équipée d'une paire de galets d'appui 7 à axe horizontal, et servent en même temps de glissières pour une potence mobile 8, actionnable par exemple par une vis rotative mue par un moteur. Sur la figure 1, on voit que la potence fixe 6 est en appui sur la broche B₂ et la potence mobile 8 sur la broche B₁, du montant inférieur M₄. Là encore il ne sera pas nécessaire de décrire ici les séquences d'autogrimpage des consoles, faisant intervenir notamment des appuis alternés des potences fixes et mobiles sur les broches déterminées des montants, du fait qu'elles ont déjà été amplement décrites dans le brevet européen précité.

Les galets d'appui précités 7 permettent aux potences fixes 6 de reprendre les efforts horizontaux s'exerçant sur la console 2, et de les transmettre au montant principal correspondant, en l'occurrence M₄. La potence mobile 8, n'étant pas sollicitée dans le sens horizontal, n'a pas de galets ; elle ne prend que les charges parallèles à la paroi 1, lors du mouvement de grimpage.

Par contre, pour permettre le réglage de la position de la console 2 par rapport à la paroi 1, on a prévu à sa partie inférieure un galet 9 associé à un système de réglage à vis 10, actionnable à partir de la passerelle P₃. D'autre part, pour permettre les trans­lations latérales dont il sera question plus bas, la console porte, également à sa partie inférieure, un galet à déplacement horizontal 11.

Une partie essentielle de l'installation étant ainsi décrite, on va décrire maintenant le principe des mouvements que les consoles auront à effectuer lorsqu'il y aura lieu de monter un plancher dans la colonne en cours d'érection, et ceci avec référence aux figures 2 à 10b.

Les figures 2, 6a et 6b montrent les consoles 2 et 2′ et leurs passerelles P₁, P₂, P₃ et P′₁, P′₂, P′₃ en position normale de travail. On a supposé qu'à l'emplacement E (figure 6a) où il y a lieu de poser un plancher 13 analogue au plancher 12 déjà posé plus bas et équipé, il est nécessaire, dans cet exemple, d'uti­liser, intérieurement (et extérieurement) vingt séries I₁, I₂ ... I_n de consoles et de montants M₅, M₁, M₂, M₃, M₄, et donc autant de jeux de trois passerelles P₁, P₂, P₃ et P′₁, P′₂, P′₃. On voit sur la figure 6b que les séries des montants et consoles intérieurs sont décalées angulairement d'une demi-distance par rapport aux séries des montants et consoles extérieurs.

Sur la figure 2, on n'a représenté que six séries I₂ à I₆ de cinq montants intérieurs et de leurs consoles, les déplacements - décrits ci-dessous - des premiers ensembles tels que I₁-I₂ et des troisièmes ensembles tels que I₃-I₄ étant les mêmes pour les ensembles suivants, à savoir les premiers ensembles I₅-I₆... et les troisièmes ensembles I₇-I₈ ... tout le long du pourtour intérieur de la paroi 1.

Ceci étant, on procède de la façon suivante :

on interrompt tout d'abord les opérations de coffrage et de bétonnage depuis le côté intérieur de la paroi 1, étant entendu que ces opérations peuvent se poursuivre, sur une faible hauteur, depuis la face extérieure. On dépose ensuite les passerelles P₁ à P₃ du second ensemble I₂-I₃ sur celles du troisième ensemble voisin I₃-I₄, de même que les passerelles P₁ à P₃ de l'ensemble intermédiaire suivant I₄-I₅ sur celles du premier ensemble suivant I₅-I₆ et ainsi de suite (figure 3).

Après avoir démonté leur contreventement 19, on procède ensuite à la descente des consoles 2 du troi­sième ensemble I₃-I₄, pour les amener dans la position référencée 2a, comme visible sur les figures 4, 7a et 7b, position pour laquelle le contreventement 19 est remis en place.

Pour ce faire, on supprime la liaison entre les montants M₁ et M₂, et on fait descendre les consoles 2 jusqu'à leur niveau inférieur 2a en ajoutant succes­sivement des montants supplémentaires sous les montants inférieurs M₄ et en utilisant, dans le sens de la des­cente, le système de grimpage à consoles fixes 6 et mobiles 8 décrit plus haut, les montants supérieurs M₅ et M₁ restant en place sur la paroi 1. Les derniers montants ainsi posés pour la descente ont été référencés Mn+1 sur la figure 4.

Au-dessus de ces derniers, on monte au lieu de montants, des chariots de transfert latéral 14, propres à rouler sur des rails de ripage latéral en tôle emboutie 15, lesquels sont fixés sur la paroi 1 par des sabots de fixation 16. En 17 et 18, on a aussi représenté, sur la figure 4, un avant-bec et un arrière-bec, lesquels permettent de procéder au montage, puis au démontage, des sabots 16 et des rails 15, au fur et à mesure du ripage du troisième ensemble I₃-I₄ vers la gauche de la figure 4.

Pendant le même temps, on a procédé de même à la désolidarisation des montants M₁ et M₂ du premier en­semble I₁-I₂, on a retiré les montants M₂, M₃ et M₄, et l'on a remplacé ces derniers par d'autres chariots de ripage latéral, 14′, ceci d'une façon qui sera décrite plus en détail plus bas. A la hauteur de ces chariots, on a aussi monté sur sabots des rails (non représentés) qui permettront de riper le premier ensemble I₁-I₂ vers la droite.

Le troisième ensemble I₃-I₄ est ripé vers la gauche (voir aussi flèche F sur la figure 7b), jusqu'à ce que ses consoles arrivent dans la position référencée 2b sur la figure 5, pour laquelle elles se trouvent exactement dans l'alignement des consoles 2 du premier ensemble I₁-I₂, lequel n'a pas encore bougé.

On arrive alors à la position des figures 5, 8a et 8b, pour laquelle chaque troisième ensemble I₃-I₄, I₇-I₈... se situe exactement au-dessous du premier ensemble correspondant, respectivement I₁-I₂, I₅-I₆ ...

On voit alors qu'il aura suffit de prévoir dans le plancher 13 à mettre en place seulement cinq dégagements équirépartis, référencés 20 sur la figure 8b, pour que ce plancher puisse descendre à son emplacement E, et être fixé dans la colonne, les ensembles superposés laissant en effet passage à ces dégagements.

Lorsque ce plancher 13 a été mis en place, on peut ramener les consoles et leurs passerelles en position normale de travail, pour continuer l'érection de la paroi 1 jusqu'au prochain plancher.

Pour ce faire, en utilisant les chariots 14′ et les rails correspondants, on ripe tout d'abord latéralement vers la droite (flèche G sur la figure 5), le premier ensemble I₁-I₂ (I₅-I₆...) jusqu'à ce qu'il vienne exactement à l'emplacement précédemment occupé par le troisième ensemble I₃-I₄ (I₇-I₈...) ; on peut alors raccorder aux montants inférieurs M₁ restés en place les montants suivants M₂ à M₄ du premier ensemble I₁-I₂ ainsi transféré, les chariots 14′ en étant retirés.

Il est à noter ici que lors des différentes translations latérales qui viennent d'être indiquées, les galets 9 des consoles 2 sont rétractés et qu'elles prennent un appui de roulement sur la paroi 1 grâce à leurs galets 11.

A l'aide du système de grimpage, et ses chariots 14 en étant retirés, de même que le contreventement 19, on peut alors faire monter, en fixant sur la paroi 1 des montants intermédiaires provisoires, le troisième ensemble I₃-I₄ à l'emplacement - alors libéré - qu'occupait auparavant le premier ensemble I₁-I₂, (de même pour l'ensemble I₇-I₈ qui prend la place de l'ensemble I₅-I₆ et ainsi de suite). On effectue les raccordements des montants M₂ aux montants respectifs M₁. On arrive alors à la position représentée sur les figures 9a et 9b, pour laquelle toutes les consoles se retrouvent en place, mais avec une permutation par rapport à leurs précédentes positions, l'ordre des consoles devenant alors I₃-I₄-I₁-I₂-I₇-I₈-I₅-I₆ etc.

Il suffit alors de remettre en place les jeux de passerelles P₁, P₂, P₃ entre les consoles I₄-I₁, I₂-I₇, I₈-I₅ etc (figures 10a et 10b) pour retrouver la même configuration qu'au départ, et pouvoir continuer normalement l'érection de la colonne.

Pour le détail de la mise en place des chariots 14 ou 14′ devant assurer le transfert latéral des consoles, il y a lieu de se reporter aux figures 11a à 11e.

On décrira ci-dessous les opérations sur une seule console 2, étant entendu que les mêmes opérations s'effectuent en même temps sur l'autre console 2 de l'ensemble en question.

On considère tout d'abord la position de départ dans laquelle la console 2 est accrochée sur le dernier montant M₄ d'une série, avec la potence fixe 6 sur la broche B₂ et la potence mobile 8 sur la broche B₁ de ce montant (figure 11a), s'agissant de remplacer ce dernier par un chariot de déplacement latéral 14′. On fait tout d'abord monter la potence mobile 8 pour pouvoir la met­tre en appui sur la broche B₃ du montant M₃, ensuite de quoi on fait monter la console 2 pour que sa potence fixe 6 puisse venir en appui sur la broche B₄ de ce mon­tant M₃. Le montant M₄ peut alors être démonté et rem­placé par un chariot de déplacement latéral 14′ (figure 11b).

On met alors en place les rails 15 sur la paroi 1, sauf au droit des consoles 2, la continuité étant assurée à ce niveau (à chaque extrémité du chariot 14′) par des sabots spéciaux 30 fixés à la paroi 1 (voir également figures 12 à 14) et permettant le passage vertical, de part et d'autre, des deux bras 6a de la potence fixe 6. Un tendeur radial provisoire 21 est alors fixé à la broche B₁ du montant M₃ pour retenir la console 2, et donc reprendre l'effort horizontal dans le sens radial de la potence fixe 6, qui est alors rendue libre d'effort dans cette direction. On peut alors faire descendre la console 2 jusqu'à la position pour laquelle sa potence fixe 6 peut venir prendre appui sur la broche, référencée B_O, du chariot 14′, la potence mobile restant bien entendu en appui sur la broche B₃ du montant M₃ (figure 11c). Le tendeur 21 étant alors détendu, les galets d'appui 7 de la potence fixe 6 reprennent les efforts horizontaux.

En vue de pouvoir désolidariser ensuite le montant M₃ de la paroi 1, on retire sa liaison infé­rieure 22 à celle-ci, et on fait descendre la potence mobile 8 sur sa broche B₄. Une barre provisoire horizontale 23 permet de relier ce montant m₃ à la potence mobile 8 (figure 11d). On retire ensuite la liaison supérieure 24 du montant m₃ à la paroi 1, ce qui permet de l'écarter de la paroi (figure 11e) mais en le laissant relié à la console 2 par l'intermédiaire de la potence mobile 8, grâce à la barre provisoire 23.

On raccorde alors les rails 15 de déplacement latéral aux sabots spéciaux 30, pour assurer, en haut et en bas, la continuité du chemin de roulement latéral du chariot de transfert 14′. Enfin, grâce au système de règlage 10 on écarte de la paroi 1 le galet 9 d'appui inférieur de la console 2, afin de transférer les efforts d'appui sur la paroi au galet de roulement horizontal 11, comme déjà indiqué plus haut, suite à quoi le déplacement latéral des consoles 2 de l'ensemble considéré, portées par les chariots 14′, peut être effectué sur les rails 15.

Les figures 12 à 14 montrent le détail de réalisation des chariots 14 ou 14′. Ils comprennent un corps formé d'un caisson en tôle emboutie 29 présentant deux ailes sur lesquelles prennent appui les galets 7 des potences fixes 6. Ces chariots comportent à leur partie inférieure des galets d'appui horizontal 25, 26, et des galets d'appui vertical 27 ; à leur partie supérieure, des galets d'appui horizontal 28. Ceux-ci sont guidés par un fer 31 en U du sabot 30 supérieur, tandis qu'en bas, le guidage horizontal est assuré par le galet 25 qui peut se mettre en appui sur la paroi 1, et par le galet 26, qui peut prendre appui sur une aile verticale 32 du sabot 30 inférieur, la continuité de ces guidages étant ensuite assurée par les rails 15.