Brevet FR2569738A1 — publié le 19860307

Proche et dispositif pour la ccestruction de massifs de sols renforcés, notasmeent par des nappes geotextiles. L'invention concerne la construction des massifs de sols renforcés. Les sols sont des matériaux de construction de faible prix, mais de caractéristiques mécaniques relativement modestes comparées à celles d'autres matériaux du génie civil,- tels que l'acier ou le breton, qui eux sont en contre-partie beaucoup plus chers. C'est la raison pour laquelle les ingénieurs ont toujours cherché à élever les caractéristiques mécaniques des sols pour pouvoir les utiliser compétitivement dans des ouvrages ou parties d'ouvrage dans lesquels ces sols dans leur état naturel, devraient être rejetés. Pour y parvenir, de nombreuses techniques ont été étudiées et développées largement ; c'est notamment le cas pour le traitement à l'aide de liants, tels que ciment, chaux, bitume, et pour l'inclusion d'éléments de renfort métalliques mis en place lors de la construction comme pour la "terre armée" ou après construction comme pour le "clouage". Depuis quelques années les géotextiles qui sont des produits de l'industrie textile, relativement peu coûteux, se présentant sous forme de tissés, non tissés, grilles ou de composites entre ces différents produits sont apparus et ont été utilisés en association avec les sols tout d'abord, comme couches anticontaminantes, comme filtres et comme drains. On a par ailleurs constaté que parmi ces géotextiles1 nombreux sont ceux qui présentent des résistances en traction suffisamment élevées, pour qu'il soit fondé de les utiliser également comme éléments de renfort mécanique dans un massif de sols en cours de construction à l'image de ce qui est déjà réalisé avec des bandes métalliques dans le cas de la technique terre armée déjà citée. En effet, si l'on intercale des nappes de géotextiles entre les différentes couches horizontales d'un remblai en cours de construction, celles-ci se mettent en tension, sous l'effet combiné du poids des terres et du coefficient de frottement solgéotextile,dès que la pente du talus est supérieure à l'angle de talus d'équilibre, correspondant au matériau considéré. Si la résistance en traction du géotextile, le coefficient de frottement sol-géotextile, et le nombre des nappes intercalées sont correctement dimensionnés, on peut alors raidir à volonté la pente de talus du remblai jusqu'à atteindre la verticale. Ceci constitue, sommairement décrit, le principe général du renforcement des massifs de sols, à l'aide d'armatures métalliques ou de nappes de géotextiles. L'intérêt de la technique des massifs de sols renforcés avec des nappes de géotextiles est - avant tout économique : en effet cette technique permet de construire, à coût beaucoup moindre que celui des méthodes classiques, certains types d'ouvrage, tels que murs de soutènement, culées d'ouvrages d'art, remblais routiers ou ferroviaires comportant des pentes de talus très raides pour minimiser les emprises, etc. La réduction de coût est à mettre principalement à l'actif de la possibilité d'utiliser la grande majorité des sols naturels rencontrés, qui constituent une matière première de très faible valeur ; elle résulte également de l'investissement relativement faible (en matériel spécifique notamment), qui suffit pour la mettre en oeuvre. - à la fois technique et économique : c'est notamment le cas pour les ouvrages de soutènement appelés à se déformer parce que fondés sur des sols en place peu stables. La souplesse des ouvrages réalisés avec cette technique permet en effet de s 'adapter aux déformations des sols en place, alors que des ouvrages construits en béton par exemple, donc beaucoup plus rigides, ne le supporteraient pas. - enfin, comme toute technique nouvelle, elle ouvre des perspectives, aussi bien dans la conception de types d'ouvrages nouveaux, que dans la réalisation d'équipements qui ne pouvaient être économiquement envisagés avec les techniques classiques. On peut par exemple penser à des digues et retenues hydrauliques, des murs anti-bnlits, des terrasses à usage de terrain de sports et de jeu, de- plates-formes industrielles1 d'agriculture, etc. De nombreux ouvrages de ce type ont été construits à travers le monde, mais il s'agit d'ouvrages d'importance relativement modeste, souvent expérimentaux ou provisoire. Ces ouvrages ont été réalisés suivant des méthodes artisanales laissées à l'initiative d'entreprises qui découvraient la technique et ne l'avaient pas encore vraiment adoptée, d'où les nombreuses imperfections dans le processus de construction conduisant à des défauts très visibles dans la géométrie. Les éléments relatifs à l'état actuel de la technique du renforcement des massifs de sols renforcés avec des nappes de géotextile examinées précédemment, mettent en évidence un point sur lequel le développement de la technique achoppe actuellement. I1 E agit de l'absence d'une technologie de réalisation de ces ouvrages, qui soit satisfaisante sous le double aspect de la maîtrise de la géométrie des ouvrages ainsi construits, et de la possibilité d'aboutir sinon à une semi-industrialisation, du moins à une méthodologie rationnelle de construction, éliminant la plupart des aléas pouvant se présenter. Le but de l'invention est de proposer un procédé de construction, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre, qui permette de pallier les inconvénients précités. L'invention atteint son Fut par un procédé qui comprend les opérations suivantes on définit une base géométrique de référence à 1 Eextérieur du massif à construire, on implante le long de cette base géométrique un coffrage glissant rétractable, on dispose ledit coffrage dans une première position de coffrage, on dépose une ou plusieurs couches de sols renforcés dont l'étendue est limitée par le coffrage en première position, on écarte sensiblement le coffrage de manière à provoquer une dépouille permettant une déformation de la ou desdites couches, on rehausse le coffrage et on le dispose dans une seconde position de coffrage, et on ré'rote successivement les opérations de dépôt de couches, -d'écartezent -lu coffrage, de rehaussement et mise en position suivante du coffrage. Avantageusement, les positions successives du coffrage sont sensiblement dans un même plan qui définit le talus. Avantageusement, on ne met à chaque étape qu'une couche de sols renforcée par une nappe de géotextile. Le dispositif de l'invention, destiné à la irise en oeuvre du procédé ci-dessus, comporte une base fixe, et un coffrage glissant rétractable comportant des moyens lui permettant de prendre une position de coffrage, des moyens lui permettant d'en être écarté, des moyens lui permettant d'être rehaussé et des moyens lui permettant de prendre une nouvelle position de coffrage. Dans une forme de réalisation avantageuse, les moyens permettant l'écartement sont des moyens pivotants, mais il est bien entendu qu'ils pourraient aussi provoquer l'écartement par translation. Avantageusement, il comprend des mâts d'inclinaison réglable, le long desquels des éléments de coffrage horizontaux sont montés à coulissement réglable. Aussi selon l'invention, l'intéret de la disposition d'une base de référence conforme à l'invention, par rapport à la plupart des méthodes proposées, qui s'appuient sur l'ouvrage en construction, est de ne pas subir l'influence des inévitables déformations qui se produisent en cours de construction et qui nécessitent des reprises du positionnement du coffrage à chaque couche, voire au cours de la mise en oeuvre d'une même couche. La présence d'un coffrage glissant au fur et à mesure de la montée de l'ouvrage le long de la référence géométrique apporte les avantages suivants - une réduction sensible des efforts qui s'exercent sur la référence géométrique par rapport à ce qu'ils seraient si l'on réalisait un coffrage du haut en bas de l'ouvrage. En effet, dans le système proposé, seuls les efforts (poussée des terres et circulation des engins) relatifs à la dernière couche en cours de mise en oeuvre doivent etre équilibrés par la référence géométrique. - une réduction du coût du coffrage, étant donné que l'on se limite à une surface de coffrage correspondant seulement à l'épaisseur d'une couche. - une réduction des temps de mise en place du coffrage, étant donné qu'il suffit de basculer les mâts inclinables pour provoquer une dépouille, remonter l'ensemble du dispositif de coffrage à l'aide de petits palans et rebasculer le mât inclinable dans la position initiale. Naturellement, on peut également obtenir cette dépouille par d'autres moyens, tels que des coussins gonflables, vérins, etc., situés derrieres les panneaux de coffrage proprement dits. On peut envisager sans difficulté dans le cas d'ouvrages de hauteur importante de fixer sur le coffrage tous dispositifs garantissant la sécurité du personnel. Enfin, dans le cas de chantiers peu spacieux notamment, les rouleaux de géotextiles destinés à la formation des nappes de renforcement peuvent rapidement conduire à un encombrement inacceptable. I1 est alors intéressant d'utiliser la référence géométrique définie plus haut pour supporter ces rouleaux et réaliser une sorte de dévidoir, qui améliore encore sensiblement les conditions pratiques de réalisation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple préféré mais non limitatif de réalisation de l'invention. I1 sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente en perspective un ensemble de plusieurs dispositifs conformes à l'invention et formant une partie de la base de référence entourant le massif à construire. - les figures 2 à 5 montrent sous forme schématique une vue latérale d'un des dispositifs de la figure 1, lors de quatre phases successives de mise en oeuvre. La figure 1 montre un exemple de matérialisation de la référence géométrique conforme à l'invention, valable même en cas de chantier particulièrement difficile (terrain escarpé, peu d'emprise). On implante une série de mâts fixes verticaux 1 suivant une ligne polygonale parallèle au tracé en plan de l'ouvrage à réaliser. La verticalité et la stabilité de ce réseau de mats est assurée par tous moyens idoines en la matière, étant entendu qu'il devra pouvoir supporter la poussée des terres qui s'exercera sur le coffrage durant la construction : encastrement au sol, contrevents tubulaires 2, haubanage 3 peuvent être utilisés. Lorsqu'il n'est pas facile de réaliser et de démonter l'encastrement des mâts 1, on peut disposer sous l'ouvrage, avant sa construction, une plaque perdue sur laquelle on fixera des plaques d'appui 4 dans lesquelles s'encastrent les mâts 1. De même, il peut être utile au fur et à mesure de la montée du remblai de reprendre les moments fléchissant qui s'exercent sur les mâts 1 par des sangles dont une extrémité est ancrée dans l'ouvrage à l'interface entre deux couches. Les plaques d'appui 4 peuvent supporter l'articulation 5 de mâts inclinables 6. L'écartement angulaire entre les mâts verticaux 1 et les mâts inclinables 6 est réglé par un système de compas ou des attaches réglables articulées 7. Les mâts inclinables 6 supportent deux à deux des éléments 8 de coffrage horizontal, montés par des moyens adéquats de manière coulissante le long des mâts et réglables par des organes de manoeuvres 9. Les mâts verticaux 1 supportent deux à deux les rouleaux 10 dévidoirs de géotextile. Les étapes de la construction du massif vont maintenant être expliquées en référence aux figures 2 à 5. Ces figures représentent de façon très schématique le dispositif de la figure 1 : on y retrouve les mâts verticaux 1 et les mâts 6 inclinables grâce à leur articulation 5, les dispositifs d'écartement angulaire réglable 7, les coffrages horizontaux 8 coulissant le long des mâtes inclinables grâce à des moyens symbolisés 11. La figure 2 représente la première phase de construction. Le coffrage 8 est fixé dans Sa première position. On a placé devant le- coffrage 8, et retenu par des moyens adéquats, une plaque de parement 12 (si on le désire) munie d'un élément souple 13 de fixation. Cette plaque est avantageusement du type décrit plus en détail dans la demande n084 du . Août 1984 déposée parallèlement par le Demandeur. Comme le montre la figure 3, on commence par tirer la nappe 14 de géotextile, facilement disponible grâce aux rouleaux 10, de manière à placer une courte longueur 15 de nappe à la base de ia couche de terre à venir, côté coffrage. On met ensuite en place le sol 16 de remblai, ce qui réalise en combinaison avec le frottement sur la base (ou la couche inférieure) l'ancrage de ltextrémité 15 de nappe 14. On découpe du rouleau 10 l'autre extrémité de la nappe 14 et on rabat celle-ci sur couche 16. On effectue sa prétension manuelle qu'on maintient aisément par l'apport d'un cordon 17 de matériau de remblai (fig.4). On rabat alors sur la nappe l'élément souple de fixation 13, qu'on attache au moyen d'agrafes 18. On écarte alors le mât inclinable 6 (fig.5) et on relève le coffrage mobile 8 puis on ramène le mât inclinable de manière que le coffrage 8 soit en position pour la mise en place de la couche suivante, en répétant les mêmes-opérations. La manière de disposer les nappes de géotextiles conformément à l'invention est inverse de la méthode connue dans laquelle on dispose à la base de la couche de terre une grande longueur de nappe (susceptible de former des plis gênants par la suite)- puis on rabat la nappe sur la couche où l'on a ménagé un décaissement qui permet, par son remblaiement, de mettre la nappe en prétension. Au contraire, selon l'invention, on commence par ancrer, à la partie inférieure de chaque couche, une petite longueur de nappe géotextile (égale à environ la hauteur de la couche), qui n'a pour fonction que de contenir la poussée des terres qui s'exercera sur le talus de la couche et c'est seulement après que l'on répand le matériau, qu'on le règle et qu'on le recouvre de la nappe de géotextile assurant le renfort du massif. Cette façon de procéder présente, r ar rapport à la méthode connue l'avantage de minimiser les longueurs de géotextile nécessaire et de simplifier sensiblement la mise en oeuvre.Par ailleurs, le fait que la nappe de renfort soit déjà ancrée au moment où on la déploie sur la couche à renforcer permet de la prétendre aisément, supprimant notamment la nécessité du décaissement, habituellement pratiqué dans ce but. En résumé, on a conçu, selon l'invention, différents éléments qui une fois mis en place constituent une sorte d'échaffaudage réglable, garantissant la géométrie de 1' ouvrage telle que définie dans le projet (notamment la pente générale du talus). En outre, ce dispositif de l'invention rend la technique de construction la plus méthodique possible, en réduisant au maximum les interventions inopinées, en facilitant les opérations de déroulement des nappes et en ménageant la sécurité du personnel. Enfin, l'ensemble de l'échaffaudage peut être mis en place dans la quasi totalité des sites pouvant se présenter : site en terrain plat, escarpé, terrain meuble ou rocheux, etc. REVENDICATIONS 1. Procédé de construction d'un massif de sols renforcés, du type selon lequel on dispose successivement plusieurs couches de sols, dont l'étendue est limitée au moins partiellement par un coffrage, caractérisé en ce qu ' on définit une base géométrique de référence (1) à l'extérieur du massif à construire, on implante le long de cette base géométrique un coffrage glissant rétractable (8), on dispose ledit coffrage dans une première position de coffrage, on dépose une ou plusieurs couches (16) de sols renforcés dont l'étendue est limitée par le coffrage (8) en première position, on écarte sensiblement le coffrage (8) de manière à provoquer une dépouille permettant une déformation de la ou desdites couches (16), on rehausse le coffrage (8) et on le dispose dans une seconde position de coffrage, et on répète successivement les opérations de dépôt de couches, d'écartement du coffrage, de réhaussement et mise en position suivante du coffrage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les positions successives du coffrage (8) sont sensiblement dans un même plan. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on ne met à chaque étape qu'une couche (16) de sols renforcée par une nappe (14) de géotextile. 4. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'à chaque étape on commence par ancrer une petite longueur (15) de nappe de géotextile (14) à la base de la couche (16) à venir, côté coffrage (8), on remblaie la couche (16), on rabat la nappe (14) sur la couche puis on la met en prétension. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise pour former la nappe de géotextile un rouleau (10) de nappe supporté au dessus du coffrage glissant (8). 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une base fixe (1), et un coffrage glissant rétractable (8) comportant des moyens (6,7,11) lui permettant de prendre une position de coffrage, des moyens (5,6) lui permettant d'en être écarté, des moyens (11) lui pennettant d'être rehaussé et des moyens (6,7,11) lui permettant de prendre une nouvelle position de coffrage. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les positions de coffrage sont sensiblerent dans un même plan. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens permettant 1' écartement sont des moyens pivotants (5,6). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des mâts (6) d'inclinaison réglable, le long desquels des élements de coffrage (8) horizontaux sont montés à coulissement réglable.