Brevet FR2381865A1 — publié le 19780922

L'invention est relative aux ouvrages destinés à protéger contre les chutes de pierres les aires de passage ou de stationnement sises à flanc de coteau, ou plus généralement en contrebas de falaises ou montagnes présentant une surface à cohérence imparfaite susceptible de se désagréger en partie en donnant naissance à de telles chutes de pierres. Elle vise plus particulièrement, parce que c'est dans leur cas que son application semble devoir offrir le plus d'intérêt, mais non exclusivement, parmi ces ouvrages, ceux destinés à la protection des chaussées, notamment routières, qui s'étendent aux flancs des-montagnes, en particulier dans le cas où ces chaussées sont construites en encorbellement et reposent sur des structures en porte-à-faux, ainsi qu'il est courant pour celles s'étendant en bordure de certains lacs, au pied de falaises tombant à pic dans ces lacs. I1 a déjà été proposé de faire comprendre aux ouvrages de protection du genre en question des couvertures en béton armé suffisamment résistantes pour supporter sans cassure les chutes de blocs de poids élevé tombant de grande hauteur : la résistance de ces couvertures est obtenue en donnant à celles-ci de grandes épaisseurs et en les revêtant éventuellement d'une épaisse couche de-remblais; ces couvertures sont très lourdes et coûteuses et elles exigent pour leur support des points d'appui particulièrement résistants, ce qui en exclut l'usage pour la protection des constructions en porte-à-faux. L'invention a pour but, surtout, de proposer une construction particulièrement légère et cependant efficace pour les ouvrages de protection du genre en question. Ces ouvrages sont essentiellement caractérisés en ce qu'ils comprennent.une couverture en deux couches, l'une inférieure constituée par un voile continu relativement mince, et l'autre supérieure constituée par une grille rigide, la plus petite dimension horizontale des ouvertures de cette grille étant inférieure à la plus grande dimension des blocs que le voile inférieur est aphte à recevoir directement sans détérioration, des moyens étant prévus pour absorber et amortir au moins la majeure partie des chocs verticaux exercés sur la grille par la chute sur celle-ci des blocs trop gros pour traverser ses ouvertures de façon à préserver de ces chocs le voile inférieur et de préférence les supports de la grille. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - les moyens absorbeurs de chocs comprennent des organes absorbeurs de chocs interposés verticalement entre la grille et certains au moins des supports de celle-ci, - dans un ouvrage selon l'alinéa précédent, les organes absorbeurs de chocs sont des plots élastiquement déformables, - dans un ouvrage selon l'un quelconque des deux précédents alinéas, les organes absorbeurs de chocs font intervenir des defor- mations irréversibles, - les moyens absorbeurs de chocs sont constitués par certains au moins des barreaux de la grille, - dans un ouvrage selon l'alinéa précédent, les barreaux en question sont choisis au moins localement destructibles par la chute des gros blocs de façon telle que l'énergie nécessaire à leur destruction locale soit de l'ordre dè l'énergie cinétique maximum emmagasinable par les plus gros blocs susceptibles de tomber sur la grille, - dans un ouvrage selon l'alinéa précédent, les barreaux de la grille sont constitués par des rondins ou troncs d'arbres disposés de préférence parallèlement entre eux selon une direction substantiellement horizontale et perpendiculaire au flanc de la montagne au pied de laquelle s'étend l'aire à protéger, - dans un ouvrage selon l'un quelconque des trois alinéas précédents, certains au moins des barreaux de la grille sont choisis flexibles sous les chocs, - dans un ouvrage selon l'alinéa précédent, la grille comprend au moins une poutre métallique horizontale s'étendant, parallèlement au flanc de la montagne,le long du-bord de la couverture le plus éloigné de ce flanc. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire deux modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1 , de ces dessins, montre schématiquement en coupe transversale verticale un ouvrage de protection contre les chutes de pierres établi selon l'invention. Les figures 2 et 3 montrent respectivement en coupe transversale verticale et en vue latérale partielle un mode de réalisation d'un tel ouvrage conforme à l'invention. Dans chaque cas il s'agit de protéger une route 1 construite sur le flanc d'une montagne ou falaise 2 contre les chutes des pierres ou blocs P qui se détachent de ce flanc. Ouvrage de protection considéré comprend essentiellement une couverture 3 reposant d'une part sur des appuis 4 encastrés dans la montagne et d'autre part sur des poteaux verticaux 5 disposés du côté opposé de la route. Mais au lieu d'être constituée d'une dalle monobloc comme dans les solutions connues, la couverture est ici une structure à deux niveaux comprenant deux couches écartées verticalement l'une de -l'autre, savoir - une couche inférieure 6 constituée par un voile continu relativement mince, - et une couche supérieure 7 constituée par une grille rigide dimensionnée de façon telle que la plus petite dimension horizontale de Ses ouvertures soit inférieure à la plns qrande dimension des blocs P, tombant de la montagne, que le voile 6 est apte à recevoir -directement sans détérioration. Le voile 6 repose directement sur les supports 4 et 5 comme pour les couvertures des ouvrages connus. Mais ce n'est pas le cas de la grille 7, laquelle repose au moins en partie sur des organes 8 absorbeurs de chocs. Ces organes 8- sont choisis de façon telle que leur écrasement, occasionné par la réception sur la grille d'un bloc dFtaché de la montagne, absorbe une énergie importante, ce qui soulage d'autant les supports desdits organes et permet de réduire le dimensionnement de ces supports. L'écrasement en question peut être élastique, les organes 8 étant alors constitués notamment par des masses d'élastomère de composition et forme appropriées : dans un tel cas ces organes reprennent leur forme initiale après leur déformation due à la chute d'un bloc sur la grille. Mais cet écrasement peut également être inélastique et faire'intervenir des déformations irréversibles d'éléments appro- priés, métalliques ou autres, déformations qui en général absorbent une énergie très supérieure aux déformations réversibles dans un tel cas les organes absorbeurs 8 considérés doivent être remplacés après avoir subi une déformation trop importante. Les couvertures à deux couches telles que définies cidessus assurent leur effet de protection de la manière suivante: - les pierres P de petit calibre qui tombent de la montagne 2, sur la grille 7 traversent cette dernière, après avoir éventuellement rebondi sur l'un au moins de ses barreaux, et sont: recueillies sans dommage par le voile inférieur 6 avant d'être évacuées par simple gravité vers l'extérieur de l'ouvrage si, comme il est préféré, ce voile est incliné sur l'horizontale et présente son bord le plus bas vers l'extérieur parallèlement à la montagne, - la chute sur la grille 7 des blocs P trop gros pour traverser les fentes ou mailles de cette grille se traduit par l'écrase- ment des éléments 8 et en outre, dans les modes de réalisation préférés qui seront décrits plus explicitement ci-après, par une destruction locale de la grille : seuls les morceaux assez petits provenant de l'éventuelle fragmentation desdits blocs, ainsi que les débris des barreaux de la grille, sont alors reçus par le voile 6, mais sans risque d'endommager cette dernière vu, d'une part, l'état divise de ces morceaux et débris et d'autre part, leur faible hauteur de chute, ladite hauteur,'généralement de l'ordre de 2 ou 3 m au maximum, étant pratiquement celle qui-sépare la grille du voile. Dans ce qui suit l'on va décrire plus explicitement,en se référant aux figures 2 et 3, un mode de réalisation préféré de l'invention. Le voile 6 est avantageusement constitué par une plaque en béton armé qui peut être nervurée inférieurement en 9, inclinée vers le bas vers l'extérieur de façon que, ainsi qu'indiqué plus haut, certains au moins des débris reçus par ce voile soient automatiquement évacués par gravité vers l'extérieur de l'ouvra- ge. La grille 7 est elle-même, comme également signalé ci-dessus, constituée par des barreaux 10 destructibles au moins localement, l'énergie cinétique nécessaire à cette destruction locale étant prévue légèrement inférieure à l'énergie cinétique maximum susceptible d'être engendre par les plus gros blocs P détachables de la montagne 2. En d'autres termes la chute de ces gros blocs sur lesdits barreaux se traduit essentiellement par la destruction locale de ces derniers, et les débris provenant de ces destructions locales et de la division éventuelle des blocs tombés peuvent être ensuite recueillis par le voile 6 sans dommage. On peut noter d'ailleurs que, même si les gros blocs considérés ne sont pas fragmentés lors de la destruction locale de la grille, leur vitesse de chute est pratiquement annulée au niveau de cette grille de sorte que leur réception par le voile ne risque pas de détériorer ce dernier. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2 et 3, les barreaux 10 sont constitués par des rondins en bois ou par des troncs d'arbres qui sont disposés parallèlement les uns aux autres selon une direction horizontale perpendiculaire à l'axe longitudinal de la route. Les barreaux 10 pourraient également être constitués par toutes autres poutres destructibles, notamment par d-es poutrelles en béton armé. Au lieu d'utiliser exclusivement de tels barreaux localement destructibles, on peut également avoir recours à des barreaux susceptibles de fléchir sous l'impact des chocs, comme c'est le cas pour les poutres métalliques de grande longueur. Pour exploiter cette caractéristique avantageuse, les extrémités, des rondins 10 décrits ci-dessus, les plus éloignées de la montagne 2, reposent sur une poutre métallique longitudinale 11 de relativement grande longueur, par exemple comprise entre 10 et 20 m. Ce sont les extrémités de ces poutres 11 qui reposent elles-mêmes sur respectivement deux plots 8 absorbeurs de chocs tels que ceux définis ci-dessus. Dans le mode de réalisation préféré des figures 2 et 3, la route 1 est construite en encorbellement au-dessus d'un lac 12, c'est-à-dire repose sur un tablier 1-3 lui-même supporté par une pluralité de consoles en porte-à-faux 14 encastrées dans le flanc 2 de la montagne. Dans ce càs particulier, la construction proposée par l'invention pour la couverture 3 est particulièrement avantageuse du fait de sa légèreté, puisqu'elle permet de donner aux poteaux 5 des sections relativement faibles et donc compatibles avec leur soutien par des consoles 15 également encastrées dans la montagne 2. Bien que les consoles 14 et 15 puissent être confondues, il peut être avantageux de les rendre indépendantes les unes des autres, ainsi que supposé sur la figure 3 : de la sorte l'éven tuel dommage apporté à la couverture 3 par la chute d'un bloc particulièrement lourd dont le point d'impact sur la grille 7 serait localisé, d'une manière particulièrement malencontreuse, à l'aplomb de l'un des poteaux 5, se traduirait-tout au plus par un fléchissement de la console 15 supportant ce poteau, sans-que la route ni ses consoles de support 14 ne soient aucunement.con- cernees. On voit encore sur les figures - des longrines 1 6 en béton armé ancres dans le flanc 2 de la montagne à l'aide de tirants appropriés 171Ionjtines éventuellement associées à-des piliers 18 et servant à supporter le bord, de la grille 7, adjacent audit flanc 2, - des étriers ou colliers 19 servant à fixer les troncs 10 sur ces massifs 16 et sur les poutres 11, - des goussets 20 pour relier bout à bout lesdites poutres il - une entretoise 21 s'étendant parallèlement à la route, le long de la base du voile 6, de façon à relier entre eux les sommets des différents poteaux 5. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient un ouvrage de protection dont la constitution et les avantages (en particulier la légèreté, qui permet d'adopter de tels ouvrages pour la protection des routes en encorbellement) résultent suffisamment de ce qui précède. D'une façon générale on peut dire que les deux rôles essentiels remplis par la couverture, savoir d'une part l'étanchéité de celle-ci vis-à-vis des différents éboulis provenant de la montagne et d'autres aire 1'ahsoretion des chocs d'amplitude maximum dus à la réception des plus gros blocs sont, avec la couverture double selon l'invention, remplis- séparément par les deux couches de cette couverture, le premier de ces deux rôles étant rempli par le voile inférieur, et le second par la grille supérieure. On peut dire en outre que ledit second rôle, savoir l'ab- sorption des chocs les plus importants par la grille, peut être assuré par--l'un et/ou l'autre des deux moyens spécifiés ci-des sus,savoir : - montage de la grille sur des organes spécialement conçus pour absorber des chocs appliqués verticalement sur eux à grande vitesse (ladite vitesse pouvant atteindre et même dépasser 30 m/s - constitution de certains au moins des barreaux de cette grille par des éléments susceptibles d'absorber au moins en partie les chocs en question au prix de leur déformation et/ou destruction locale. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés : elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En particulier la protection n1 est pas limitée au cas où l'on prévoit à la fois des organes absorbeurs de chocs et des barreaux de grille destructibles et/ou déformables : bien que les réalisations préférées supposent le recours combiné à ces différentes caractéristiques, l'invention englobe également le cas d'une grille rigide et résistante montée sur des plots absorbeurs, de préférence élastiques, aussi bien que le cas d'une grille destructible et/ou déformable montée rigidement sur son support. De même l'aire à protéger pourrait être autre qu'une route construite en encorbellement, par exemple une route montée à flanc de coteau mais non en porte-à-faux, ou encore une aire de stationnement, une entrée de tunnel, une voie ferrée... REVENDICATIONS 1. Ouvrage pour p-rotéger contre les chutes de pierres ou autres éboulis une aire de passage ou de stationnement sise au flanc d'une montagne, caractérisé en ce qu'il comprend une couverture (3) en.deux couches écartées verticalement l'une de l'autre, l'une inférieure constituée par un voile continu (6) relativement mince et l'autre supérieure constituée par une grille rigide (7), la plus petite dimension horizontale des ouvertures de cette grille étant inférieure à la plus grande dimension des blocs (P) que le voile inférieur est apte à recevoir direct-errent sans détérioration, des moyens étant prévus pour absorber et amortir au moins la majeure partie des chocs verticaux exercés sur la grille par la chute sur celle-ci des blocs trop gros pour traverser ses ouvertures de façon à préserver de ces chocs le voile inférieur et de préférence les supports de la grille. 2. Ouvrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens absorbeurs de chocs comprennenz des organes absorbeurs de chocs (8) interposés verticalement entre la grille (7) et certains au moins des supports (5) de celle-ci. 3. Ouvrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes absorbeurs de chocs sont des plots élastiquement déformables. 4. Ouvrage selon l'une quelconque des revendicationns 2 et 3, caractérisé en ce que les organes absorbeurs de chocs font intervenir des déformations irréversibles. 5. Ouvrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterisé en ce que les moyens absorbeurs de chocs sont constitués par certains au moins des barreaux de la grille. 6. Ouvrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que certains au moins des barreaux (10) sont choisis au moins localement destructibles-par la chute des gros blocs (P) de facon telle que l'énergie nécessaire à leur destruction locale soit de l'ordre de l'énergie cinétique maximum susceptible d'être engendrée par les plus gros de ces blocs susceptibles de tomber sur la grille. 7. Ouvrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les barreaux destructibles sont constitués par des rondins ou troncs d'arbres (10) disposés de préférence parallèlement entre eux selon une direction substantiellement horizontale et nerpendi- culaire au flanc (2) de la montagne au pied de laquelle s'étend l'aire (1) à protéger. 8. Ouvrage selon l'une quelconque des revendications 5, 6 et 7, caractérisé en ce que certains au moins des barreaux de la grille (11) sont choisis flexibles sous les chocs. 9. Ouvrage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la grille comprend au moins une poutre métallique horizontale (11) s'étendant, parallèlement au flanc de la montagne (2), le long du bord de la couverture le plus éloigné de ce flanc. 10. Ouvrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le côté, de la couverture en deux couches, le plus éloigné du flanc de la montagnel, repose sur une structure en encorbellement.