Brevet FR2223513A1 — publié le 19741025

La présente invention, due aux travaux de Monsieur Daniel Jean-Marie C5ARDIN, est relative aux tunnels à éléments préfabriqués. I1 est' fréquent, dans les travaux publics, et notamment en voirie, d'avoir à créer de petits tunnels, qu'il s'agisse d'ouvrir aux véhicules routiers une voie souterraine, par exemple sous une voie ferrée ou sous une autre voie routière, de direction différente, ou à travers des petites buttes, ou de ménager des passages enterrés pour piétons sous diverses voies de communication, en particulier sous un carrefour. I1 arrive aussi que l'on ait à faire passer en souterrain un ensemble de canalisations ou que l'on veuille couvrir un cours d'eau de faible importance sur une partie de son parcours. I1 est déjà connu de réaliser des ouvrages en béton coulé en place, mais cette technique présente toutefois un certain nombre de difficultés de mise en oeuvre liées notamment à la confection des coffrages, au ferraillage et au mûrissement du béton, et surtout cette solution se révèle de mise en oeuvre très longue. On connaît par ailleurs des tunnels du type comportant au moins un passage principal dont les parois latérales et supérieure sont délimitées par des éléments longitudinaux préfabriqués juxtaposables et la paroi inférieure par un radier. Cependant, les tunnels connus de ce type demandent un matériel de pose important et imposent des transports exceptionnels, car les éléments à transporter sont lourds et de grandes dimensions. C'est pourquoi l'invention a pour but de réduire au maximum ces inconvénients et, à cet effet, elle a pour objet un tunnel du type précité, caractérisé en ce que les éléments préfabriqués comprennent d'une part des pieds-droits verticaux et d'autre part des dalles horizontales et en ce que les pieds-droits sont munis chacun, à une certaine distance de leur extrémité supérieure, d'une console dirigée vers l'intérieur du tunnel, les dalles prenant appui sur ces consoles de façon que des espaces demeurent entre les bords longitudinaux des dalles et les parties des pieds-droits situées au-dessus des consoles, ces espaces étant remplis d'un matériau résistant à la compression. Les divers éléments d'un tunnel selon l'invention sont relativement légers et faciles à transporter. De plus, l'utilisation de dalles du type mentionné maintient en permanence un moment de flexion nul à la jonction entre ces dalles et les pieds-droits. Ces dalles et ces pieds-droits peuvent être en béton armé ou précontraint,tandis que le radier peut être en béton,coulé sur place ou seulement entre des poutres transversales,par exemple en béton armé,sur lesquelles sont fixés les pieds-droits;ces poutres,ainsi d'ailleurs que les dalles,peuvent également être en un métal tel que de la fonte ou de l'acier nervuré revêtu d'une couche de protection contre la corrosion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre,en regard des dessins annexés qui sont donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels: la Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un tunnel selon l'invention,avec un premier mode de réalisation du radier,la coupe étant faite à la jonction entre deux pieds-droits consécutifs; la Fig.2 est une vue analogue avec un deuxième mode de réalisation du radier; la Fig.3 est une vue analogue d'un autre mode de réalisation de tunnel selon l'invention, comportant un passage principal de grandes dimensions,flanqué d'un passage latéral plus petit; la Fig.4 est une vue analogue d'encore un autre mode de réalisation dans lequel le passage principal est flanqué de deux passages latéraux plus petits;; la Fig.5 montre,en coupe,le détail de la jonction entre le radier et la semelle d'un pied-droit; la Fig. 6 est une vue de dessus du tunnel de la Fig. 2. Dans le premier mode de réalisation de l'invention représenté à la Fig.l,le tunnel comprend deux types d'éléments préfabriqués: des pieds-droits verticaux P et des dalles D,ainsi qu'un radier R coulé en place. Les pieds-droits P sont essentiellement constitués d'une paroi verticale 1 munie de deux saillies longitudinales venues de matière et dirigées vers l'intérieur du tunnel:une saillie supérieure 2 en console qui est disposée à une distance du sommet de la paroi 1 égale à l'épaisseur des dalles D,et une saillie inférieure 3 qui est disposée au ras de la base de la paroi 1 et sert de semelle au pieddroit.De façon avantageuse,la face supérieure de cette semelle 3 est inclinée vers le bas vers l'intérieur du tunnel et la face inférieure de la console est inclinée vers le haut dans cette même direction, la face supérieure de cette console 2 et la face inférieure de la semelle 3 étant horizontales. Les dalles sont de forme générale rectangulaire et leur face supérieure est composée de deux moitiés légèrement inclinées vers le bas vers les bords longitudinaux de ces dalles. La largeur de celles-ci est légèrement inférieure à celle que l'on désire donner au tunnel La mise en place de ce tunnel dans une tranchée s'effectue de la manière suivante: après avoir réglé le fond,à peu près horizontal, de la fouille avec un béton maigre, on juxtapose les piedsdroits P face à face et de chaque côté de la tranchée; on pose ensuite les dalles D sur les consoles 2, sur lesquelles elles prennent appui par leurs bords longitudinaux. Les espaces longitudinaux subsistant de chaque côté entre ces bords et les parties 4 des pieds-droits qui sont situées au-dessus des consoles sont ensuite remplis au moyen de cordons de béton 5.L'opération suivante consiste à couler en place un radier R1 en béton entre les semelles 3, de même épaisseur que ces semelles, puis on remblaie la fouille. Dans le second mode de réalisation de l'invention représenté à la Fig. 2, le tunnel comprend, outre les pieds-droits P et les dalles D, des poutres 6 transversales qui constituent des éléments d'un radier R2 et dont les parties extrêmes 7 sont de hauteur plus faible que leur partie centrale. Dans ces parties extrêmes 7 sont noyées des tiges filetées 8 en saillie vers le haut et dans les semelles 3 des pieds-droits P sont par ailleurs ménagés des orifices verticaux 9. Pour la mise en place d'un tel tunnel, après réglage du fond de fouille par une couche de béton maigre, comme précédemment, on dispose les poutres 6 de place en place, transversalement à la longueur de la tranchée. Les pieds-droits sont alors posés sur les parties extrêmes 7 de ces poutres, de façon que les tiges filetées 8 pénètrent dans les trous 9 des semelles,et on serre ces semelles sur les poutres à l'aide d'écrous vissés sur ces tiges filetees. Des espaces longitudinaux 10 subistent alors de chaque côté, entre les bords intérieurs des semelles et les épaulements 11 qui délimitent les parties extrêmes des poutres. Les moments de basculement appliqués sur les pieds-droits P, par exemple en cas de remblaiement unilatéral de la fouille, sont transmis par les tiges filetées aux poutres 6 et aux semelles des pieds-droits P opposés. La pose des dalles D et leur blocage s'effectuent alors comme dans le premier mode de réalisation, puis on remblaie la fouille et on coule du béton d'une part entre les poutres 6 et sous les pieds-droits P 2 pour compléter le radier R, et d'autre part dans les espaces longi tudinaux 10. Les divers éléments sont dimensionnés de façon que la face supérieure de la partie intermédiaire des poutres 6 soit au niveau des bords supérieurs des semelles 3. On dispose les poutres 6 au moins à chaque jonction entre deux pieds-droits successifs,de façon qu'elles chevauchent ces jonctions. Dans le troisième mode de réalisation de l'invention représenté à la Fig. 3, que l'on peut utiliser avec l'un ou l'autre des deux types de radier R1 et R2, des caissons C, de section générale rectangulaire et inférieure à celle du passage principal délimité par les pieds-droits P, les dalles D et le radier, sont venus de moulage avec les pieds-droits P situés d'un même côté du tunnel, afin de constituer un passage latéral séparé du passage principal et destiné par exemple aux piétons ou au passage de canalisations ou de câbles, ce qui est une disposition particulièrement avantageuse : les piétons empruntant un tel passage sont en effet en parfaite sécurité et à l'abri des gaz d'échappement des véhicules, et les canalisations que l'on peut y disposer sont aisément acces sibles.Les angles intérieurs de ces caissons sont abattus en pans coupés 12, ce qui facilite le démoulage de ces éléments tout en leur procurant une meilleure résistance mécanique. Ceci est d'ail leurs aussi le rôle de l'inclinaison déjà mentionnée des faces inférieures des consoles 2 et des faces supérieures des semelles 3 des pieds-droits P. On peut bien sûr associer à tous les pieds-droits P un tel caisson C, de façon à constituer un tunnel muni de deux passages latéraux, comme le représente la Fig. 4. Dans tous ces modes de réalisation de l'invention, les joints entre dalles D successives ne sont jamais alignés avec ceux des pieds-droits P, mais sont décalés d'une demi-lorgueur, comme le montre la Fig. 6. Dans le cas où le tunnel est destiné au passage souterrain d'automobiles, le radier R1 ou R2 est, comme le montre la Fig. 5, recouveru d'une couche de roulement 13, en bitume par exemple, qui recouvre partiellement la face supérieure inclinée de la semelle 3 des pieds-droits; il ne subsiste donc sur les bords de la chaussée aucun décrochement dangereux pour les pneumatiques des véhicules empruntant le tunnel. I1 faut remarquer que les dalles D travaillent en flexion transversale, au moins celles qui supportent une chaussée croisant le tunnel Les bords supérieurs 14 des consoles 2 se trouvent à une distance des bords longitudinaux des dalles D telle qu'ils se trouvent au droit des points de moment nul de ces dans, qui -sont ainsi articulées sur ces bords. Les efforts normaux sur ces dalles, dus par exemple au freinage d'un véhicule à son passage au-dessus du tunnel, sont transmis par un des deux cordons de béton 5 aux pieds-droits P correspondants. Les dimensions des éléments préfabriqués peuvent être par exemple: largeur des dalles: 2,50 m , largeur des caissons: 1,50 m, hauteur des pieds-droits: 2,50 m, avec pour longueur commune de ces éléments 2,50 m. Les dalles D, les pieds-droits P, les caissons C et les poutres 6 du radier R2 peuvent être en béton armé; les dalles, les pieds-droits et les caissons, ou seulement certains de ces éléments, peuvent être précontraints, ce qui permet de leur donner une épaisseur plus faible; les dalles et les poutres peuvent également être métalliques, par exemple en fonte ou en acier nervuré revêtu d'une couche de protection contre la corrosion. Enfin, un tunnel selon l'invention peut être mis en place à ciel ouvert ou en galerie. - REVENDICATIONS 1.- Tunnel du type comportant au moins un passage principal dont les parois latérales et supérieure sont délimitées par des éléments longitudinaux préfabriqués juxtaposables et la paroi inférieure par un radier, caractérisé en ce que les éléments préfabriqués (P, D) comprennent d'une part des pieds-droits verticaux (P) et d'autre part des dalles horizontales (D), et en ce que les piedsdroits (P) sont munis chacun, à une certaine distance de leur extrémité supérieure, d'une console (2) dirigée vers l'intérieur du tunnel, les dalles prenant appui sur ces consoles de façon que des espaces demeurent entre les bords longitudinaux des dalles et les parties des pieds-droits situées au-dessus des consoles, ces espaces étant remplis d'un matériau résistant à la compression (5). 2.- Tunnel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau résistant à la compression (5) est du béton. 3.- Tunnel suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les consoles (2) sont venues de matière avec les pieds-droits (P). 4.- Tunnel suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les consoles (2) s'étendent sur toute la longueur des pieds-droits (P). 5.- Tunnel suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit radier (R1) est. entièrement coulé en place. 6.- Tunnel suivait l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pieds-droits (P) sont fixés sur des poutres inférieures transversales (6) entre lesquelles du béton est coulé en place, ces poutres (16) étant disposées au moins au droit des jonctions entre pieds-droits consécutf s. 7.- Tunnel suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de fixation des pieds-droits (P) sur les poutres inférieures transversales (6)sont constitués par des tiges filetées (8) noyées dans ces poutres (6)et des écrous vissés sur ces tiges (8). 8.- Tunnel suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le passage principal est flanqué sur au moins un côté d'un passage de section transversale inférieure et constitué d'éléments longitudinaux préfabriqués en caissons juxtaposés (C) venus de moulage avec lesdits pieds-droits.