Un caisson est une structure utilisée dans la construction et l’ingénierie, en particulier les projets sous-marins tels que la construction de ponts ou de barrages. Son but est de fournir un environnement sec et protégé pour les travailleurs et les matériaux de construction. Alors que l’eau est maintenue hors de la structure, l’air est autorisé à entrer, éliminant le besoin d’équipement de plongée et autres. Cette structure a été utilisée dans la construction depuis les années 1800.
Les caissons sont généralement des structures en forme de boîte avec un fond ouvert et parfois un sommet ouvert également. La structure maintient l’eau hors de la zone de construction tandis que son fond ouvert permet aux travailleurs de placer des fondations et des piliers dans le fond marin ou le lit de la rivière. En eau peu profonde, un caisson ouvert est utilisé; son dessus ouvert permet à la lumière et à l’air d’entrer du dessus de la ligne de flottaison. Pour la construction en eau profonde, un caisson pneumatique a un dessus fermé; de l’air sous pression est pompé et le personnel entre et sort par un sas. Les deux types ont un bord inférieur fortement incliné, permettant à la structure d’être profondément enfoncée dans le sol afin que l’eau ne puisse pas s’infiltrer.
Un caisson doit être solidement fixé sur une fondation stable pour une sécurité et une efficacité maximales. Les ingénieurs préfèrent une couche de substrat rocheux en dessous. Si le substrat rocheux est trop loin sous le sol, ils s’appuieront parfois sur de la boue ou de la terre impactée, ou créeront une fondation artificielle.
Avec les caissons pneumatiques, la boue, la roche et d’autres matériaux indésirables sont ramenés à la surface par le tube à boue, qui se connecte au sommet du caisson. Des grues en surface éloignent ce matériau du chantier. Le tube de fumier aide également à stabiliser la pression de l’air en libérant l’excès d’air. Lorsque la construction à l’intérieur de la structure est terminée, la structure peut être repositionnée pour permettre la poursuite des travaux à un autre endroit.
Les caissons ont été utilisés dans la construction des premiers ponts suspendus américains tels que le pont Eads à St. Louis, Missouri, et le pont de Brooklyn à New York. De nombreux travailleurs, dont l’ingénieur en chef du pont de Brooklyn, Washington Roebling, souffraient de ce qu’on appelait alors la maladie des caissons ; certains sont morts. On a découvert plus tard que cette maladie était une maladie de décompression causée par l’incapacité du corps humain à s’adapter aux changements rapides de la pression externe. Les travailleurs des caissons modernes compensent cela en remontant progressivement à la surface, un peu comme le font les plongeurs sous-marins.
Le terme caisson est également utilisé pour désigner diverses autres structures d’ingénierie et architecturales. Les fondations des caissons peuvent être enfoncées profondément sous le sol dans les constructions non aquatiques. Dans la navigation, des caissons remplis d’eau transportent les navires d’une élévation à l’autre dans des passages tels que des canaux. En architecture, un caisson est une structure en forme de boîte utilisée dans la construction de dômes ou de plafonds et parfois appelée coffre.
La définition militaire d’un caisson implique également une boîte, celle qui transporte des munitions pendant la bataille et le cercueil lors d’un enterrement militaire. Bien que différents du type d’ingénierie, tous ces appareils partagent une forme similaire.