Brevet FR2577585A1 — publié le 19860822

Dispositif de retenue de sols ou autres produits pulvérulents ou granulaires, notamment de sols en talus La présente invention concerne les dispositifs de retenue de sols ou autres produits pulvérulents ou granulaires, notamment de sols en talus, du type comprenant, disposés sous forme de nappe et à la façon d'une grille, d'une part une première série parallèle d'éléments de retenue proprement dits, allongés et orientés suivant approximativement une première direction donnée, et d'autre part une seconde série parallèle d'éléments de liaison de ces éléments de retenue, également allongés, mais orientés suivant approximativement une seconde direction transversale à la première. Une application avantageuse de ces dispositifs réside dans la protection superficielle et la retenue de sols en place ou rapportés, contre l'érosion et l'entraînement de ces sols, par voie pluviale ou éolienne ; cette application concerne, sans que cela soit exclusif, les sols naturels ou terrassés, plats ou en pente, dans les domaines des travaux publics ou particuliers, de la construction, des travaux maritimes, agricoles ou d'aména- gement paysager ou de jardinage. On sait que les sols terrassés, soit découpés et mis à jour (déblais), soit édifiés ou rapportés (remblais de masse ou couche superficielle d'apport), peuvent présenter des talus avec des pentes plus ou moins fortes et des surfaces plus ou moins importantes. Ces sols, après terrassement, sont dépouillés de la protection naturelle constituée par la vé- gétation existante, et deviennent exposés aux intempéries et notamment aux eaux. L'expérience montre que l'ensemble des terrains ainsi mis à nu, non seulement quand ils sont constitués de sols fins et peu cohésifs, mais également quand ils contiennent de gros éléments ou sont constitués par des roches altérées, sont très sensibles à l'érosion. Celle-ci est un phénomène de dégradation superficielle résultant de l'action de l'eau, laquelle en tombant et en ruisselant sur les sols, désagrège les particules de ces sols et les entraîne. Les résultats de l'érosion se traduisent par l'apparition de rigoles, puis de ravines et, par un effet de desquamation ou de glissements superficiels. de talus ; une fois le processus enclenché, l'érosion peut se poursuivre de façon régressive vers l'intérieur du massif de sol, jusqu'à l'apparition de désordres graves, voire la ruine de l'ouvrage. L'érodabilité d'un sol nu et non couvert de végé- tation est fonction, d'une part, de ses caractéristiques propres de granularité, de cohésion et de perméabilité et, d'autre part, des caractéristiques géométriques de l'ouvrage : inclinaison et longueur des pentes de talus. En fait, ces deux caractéristiques influent sur la vitesse de l'eau de ruissellement qui est le facteur actif de l'érosion. Il est le plus souvent impossible d'agir sur la nature des sols ; l'action de protection doit donc porter sur la recherche de la réduction de la vitesse de 1'eau, sans qu'il y ait rétention de l'eau. C'est à cet effet qu'ont été développés des dispositifs connus, présentés par exemple dans le brevet français 78 32590 (n de publication 2.441.685). Dans ces derniers toutefois, les structures sont constituées par des nids d'abeille, par exemple hexagonaux/dont toutes les parois sont des tronçons de bandes bidimensionnelles qui s'étendent toutes jusqu'aux limites de la nappe. La présente invention s'est proposé de fournir une structure différente qui non seulement en facilite la fabrication et en réduise le prix de revient, mais éga- lement favorise la manière dont elle peut épouser le terrain sur lequel on la pose. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif, caractérisé en ce que des éléments de retenue sont constitués par des bandes bidimensionnelles de matériau de préférence perméable, planes à la fabrication, et disposées dans la nappe sensiblement perpendiculairement à celle-ci, et des éléments de liaison sont constitués par des cordons unidimensionnels, également flexibles, et disposés, suivant le plan général de la nappe, sensiblement perpendiculairement aux bandes de retenue qu'ils relient entre elles. L'ensemble bandes et cordons, une fois déployé et mis en place sur le sol à protéger, forme une structure tridimensionnelle à étages, destinée à tre remplie de terre, ou d'un matériau quelconque. Les bandes, orientées perpendiculairement aux lignes de plus grande pente du terrain, jouent le mme rôle que les rideaux de fascines (roseaux par exemple) précédemment utilisés : retenue des terres, réduction des vitesses d'écoulement de l'eau de ruissellement. Les cordons ont pour fonction d'assurer une équidistance des bandes et une meilleure répartition des efforts dus au poids des terres à retenir 7 en outre, ils jouent un rôle d'armatures du matériau de remplissage et lui confèrent une cohésion interne améliorée (cas de sables notamment). les cordons De manière avantageuse, disposes suivant deux séries situées à des niveaux différents suivant la direction perpendiculaire à la nappe. La double nappe de cordons assure l'impossililité pour les bandes de se coucher ou de se rabattre sur le sol support, sous l'action du poids des terres. Les attaches cordons-bandes permettent une articulation et une déformabilité transversale perpendiculairement à la nappe en parallélogramme. L'ensemble bandes et cordons forme une structure autostable et permet une mise en oeuvre à grande échelle. La souplesse et la déformabilité en parallélogramme de la structure dans le sens transversal permettent une position des bandes soit verticale ou sub-verticale, soit perpendiculaire au sol de mme qu'elles permettent de suivre les changements de pente ou les arrondis de crte ou de pied de talus, ou d'ancrer la nappe dans une tranchée. La structure peut notamment s'adapter à un profil transversal de talus irré- gulier (avec par exemple des talus intermédiaires et des risbermes). Le maillage de la nappe formée par les bandes et les cordelettes peut de préférence tre carré ou rectangulaire. La structure tridimensionnelle constituée de bandes de retenue subverticales et de cordons liaison, permet de protéger les sols en pente sur lesquels elle est déployée en maintenant en place et en stabilisant les terres, sols ou matériaux dont elle a été remplie, en les empchant soit de fluer ou de glisser (déplacement en masser soit d'tre érodés (entraînement continu des particules de sols). Placée sur une plate-forme sans pente, elle permet de confiner des sols de remplissage en jouant le rôle d'armature et de bordure d'un massif. Plusieurs nappes peuvent tre superposées pour former un massif à étages. Outre son rôle mécanique de tenue des sols, la structure a une fonction hydraulique importante : chaque bande s'interposant devant tout écoulement d'eau provenant de l'amont, s'oppose, du fait de ses capacités drainantes, à ce que cet écoulement conserve la mme direction en le diffusant ; en conséquence, en évitant un cheminement privilégié et concentré de l'eau, elle empche la formation de rigoles et de ravines. Par ailleurs, chaque bande, en limitant la longueur de ruissellement libre de l'eau à une distance égale à l'intervalle entre deux bandes,"casse" la vitesse de l'eau, dont on sait qu'elle constitue le facteur principal de l'érosion des sols. En conséquence, les particules de sols, de mme que les substances pouvant y tre associées (graines, engrais..) ne risquent pas d'tre entraînées hors du massif ou de la zone à protéger. On peut dire que chaque bande, jouant le rôle d'un mini-barragere- tient une terrasse de sol, stabilisée et drainée. La fonction de stabilisation des sols par la nappe permet, dans le cas d'un ensemencement, de fixer les produits de ce dernier et de favoriser ainsi une germination et une pousse généralisées de la végétation, dont on sait qu'elle constitue elle-mme un élément essentiel de protection. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés sur lesquels : la Fig. 1 représente, en perspective, un dispositif suivant un mode de réalisation particulier conforme à 1'invention ; la Fig. 2 illustre deux modes de maillage de la nappe ; les Fig. 3 et 4 rerrésententX vue de coté et suivant la direction perpendiculaire à la ligne de plus grande pente du terrain, la mise en place du dispositif, avec deux possibilités d'orientation ; la Fig. 5 est une vue analogue dans le cas de changements de pente du terrain ; la Fig. 6 est un détail, à plus grande échelle, de la perspective de la Fig. 2, illustrant deux possibilitésde fixation des cordons sur les bandes ; les Fig. 7 et 8 représentent schématiquement, vus de dessus, deux modes de fixation différents, par noeuds ; la Fig. 9 illustre, avant et après montage, la présence de bandes extrmes de limitation de la nappe ; la Fig. 10 représente une autre vue de détail et à plus grande échelle, dans le cas d'utilisation de piquets de fixation ; les Fig. 11 à 14 illustrent quatre modes de jonction possibles entre différents panneaux juxtaposés ; la Fig. 15 représente, en perspective, l'adaptation du dispositif, avec plusieurs panneaux, à un terrain à profil variable. Le dispositif représenté par la Fig. 1 comprend, disposés sous forme de nappe et à la façon d'une grille, d'une part, des bandes bidimensionnelles de retenue 1 en matériau perméable, planes à la fabrication, mais flexibles, dont la grande dimension est orientée suivant la direction D1 perpendiculaire à la ligne de plus grande pente du terrain, tandis que leur largeur est disposée dans la nappe sensiblement perpendiculairement à celle-ci, et d'autre part, des cordons unidimensionnels de liaison 2, également flexibles et dont la longueur est disposée, suivant le plan général de la nappe, suivant une seconde direction D2 qui est celle de la ligne de plus grande pente locale. Les bandes 1 ont par exemple une hauteur de l'ordre de 10 cm, mais pouvant tre différente (8 à 12 cm ou davantage). Elles sont constituées d'un matériau suffisammentsouple en grand pour conférer à la structure une possibilité d'adaptation aux variations de planéité du support, et pour pouvoir se déformer, s'allonger et fléchir légèrement sous l'action du poids des terres, mais suffisamment rigide et résistant pour tre auto-stable après déploiement de la structure, et pour ne pas plier et se rompre sous l'action des efforts qu'elles supportent. Elle sont perméables à l'eau et peuvent tre constituées de tout matériau dit géotextile, c'est-à-dire se présentant sous forme d'une nappe fine ou d'une feuille, formées de fibres. Elles peuvent tre imputrescibles ou : le caractère d'imputrescibilité peut tre recherché dans le cas d'une protection mécanique que l'on souhaite perenne ; le caractère de putrescibilité peut tre admis dans le cas d'une structure offrant une protection définitive ou à long terme assurée par la végétation. Le géotextile peut tre en fibres naturelles tissées (lin, chanvre ou tout autre matériau organique) ou artificielles, ou en fibres synthétiques (polymères), continues non coupées, ou coupées, ou en un mélange de fibres d'originesdifférentes ; ce géotextile peut tre tissé ou non tissé. Les nappes non tissées peuvent tre par exemple en polyester avec des fibres enchevtrées par aiguilletage ou liaisonnées par un moyen quelconque (imprégnation de résine ou d'adhésif) ou encore en polypropylène avec des fibres longues liaisonnées également par un moyen quelconque (thermofusion). Les bandes peuvent tre plus ou moins empesées par un agent rigidifiant quelconque, de type résine ou autre, d'effet équivalent. La densité au m de la feuille géotextile peut tre variable, de mme que celle de tout produit d'imprégnation (résine ou autre). Les cordons 2 peuvent également tre en matériau naturel d'origine végétale ou organique, ou synthétique (polypropylène, polyamide 6-6 tel que celui connu sous le nom commercial de Nylon). Ces cordons sont, dans la réalisation décrite, prévus par paires de cordons 2 et 2a disposés 1'un au-dessus de 1'autre et à distance 1'un de 1'au- tre, suivant la direction D3 perpendiculaire a la nappe ; ils constituent ainsi deux niveaux de cordons. Les cordons des deux niveaux pourraient toutefois tre décalés d'un demi-pas entre eux. L'ensemble peut tre teint s'il entre comme élément décoratif, ou d'aménagement paysager. Les mailles de la nappe en forme de grille peuvent tre carrées (Fig. 2 à gauche) ou rectangulaires (Fig. 2 à droite). L'assemblage des bandes 1 avec les cordons 2, de par la nature mme des matériaux et du fait que les premières sont bidimensionnelles et les seconds unidimensionnels, ne crée pas de point rigide, mais joue comme une articulation. De la sorte, ces bandes et cordons peuvent s'articuler en parallélogramme, soit avec : les bandes orthogonales au sol support 3 (Fig. 3), soit avec ces bandes-verticales (Fig. 4). Comme le montre la Fig. 5, le terrain peut présenter des changements de pente, soit en creux 3a, soit en crte 3b, soit encore en tranchée 3c permettant l'ancrage du dispositif et creusée en haut de talus. L'assemblage, sans que la liste soit limitative, peut se faire par enfilage des cordons 2 dans des perfo- rations 4a traversant les bandes 1 (Fig. 6 a gauche), et maintien en place de ces cordons par différents procédés, tels que des noeuds 5, de taille suffisante pour empcher tout coulissement dans un sens (Fig. 7) ou dans les deux sens (Fig. 8). Il peut également se faire par engagement des cordons 2 dans des encoches 4b (Fig ; 6 à droite), avec fixation par des noeuds 5 comme précédemment, 1'encoche 4b pouvant rester~ouverte-ouYtre rescelléé par un moyen quelconque. Dans le cas de fixation par des noeuds, la mise en place de la structure peut se faire dans un seul sens, auquel cas il est prévu, à chaque jonction, un noeud unique qui est placé au-dessous de la bande 1 (suivant le sens de la pente du terrain), deux noeuds étant toutefois nécessaires, l'un au dessus et l'autre au dessous pour la bande la plus haute la (Fig. 7). La mise en place peut aussi se faire dans les deux sens (c'est-à-dire qu'on peut retourner la nappe haut pour bas sans inconvénient), auquel cas il faut prévoir, pour chaque jonction, deux noeuds, l'un au-dessus, l'autre au-dessous de chaque bande (Fig. 8). La fixation des cordons 2 sur les bandes 1 peut aussi se faire à l'aide de tout autre moyen comme par exemple : thermofusion ponctuelle, point d'encollage, mise en place d'un cavalier ou d'un clip pinçant la corde ou faire appel à tout procédé de liaisonnement par agrafage, couturage, collage. Dans le cas d'un cavalier ou d'une pince amovible, l'utilisateur pourra faire varier à son gré l'espacement des bandes. Chaque nappe couvrant une surface donnée peut se présenter sous forme d'un ensemble de panneaux 6, constitués d'un certain nombre de bandes 1 et de rideaux verticaux de cordons 2, avec des distances d'espacement dans les deux sens, variables ; les essais montrent qu'urestruc- ture à maille carrée de côté 0,40 m ou 0,50 m paraît tre bien adaptée aux besoins des Travaux Publics. Chaque panneau est ouvert sur les côtés ; les essais de remplissage réalisés montrent que les cordons limitant latéralement un panneau ont un pouvoir de retenue des sols très efficace, mme dans le cas de sols pulvéru- lents, ce qui confirme bien leur fonction d'armatures internes. Il est cependant possible, en cas de besoin, de limiter et de fermer un panneau ou un ensemble de panneaux, à l'aide de deux bandes 7 (ou d'éléments de bande), identiques aux bandes de la nappe tridimensionnelle : on les place perpendiculairement au sol ; dans le sens de la pente, donc orthogonalement aux bandes 1 du panneau, et on les fixe solidement à ces dernières, à l'aide d'encoches 4c entaillées en partie inférieure sur la demi-hauteur de ces bandes de fermeture ; ces encoches 4c s'interpénétrent et se bloquent avec des encoches spécialement réservées à cet effet, également à mi-hauteur, situées à chaque extrémité et en partie supérieure des bandes 1 du panneau (Fig. 9). Chaque panneau 7 est déploya à partir de sa position de pliage usine, puis étendu sur le support 3. Urefixation peut tre indispensable pour les supports en pente ; pour les supports plats ou faiblement pentus, cette fixation n'est pas nécessaire, le frottement du matériau de remplissage sur le support étant suffisant pour stabiliser la structure et l'empcher de glisser ; il est cependant possible de mettre en place des piquets verticaux jouant le rôle d'écarteurs. Dans le cas de supports en pente, la structure pourra tre fixée par des piquets verticaux 8 fichés dans le support 3, ou par tout autre moyen mécanique (ancrage dans unebâche remplie de materiaux, lestage...). Dans le cas d'une fixation par piquets verticaux 8 (Fig. 10), ces derniers pourront tre indépendants de la structure ; ils seront en métal, en bois ou en tout autre matière rigide et résistante ; ils seront disposés indiffé- remment, mais de préférence à proximité des attaches des noeuds 5 aux bandes 1. Une première ligne de piquets 8 est alors nécessaire au niveau de la première bande supérieure la du panneau. Le nombre et la disposition des piquets 8 de la pemière bande la et des bandes suivantes 1 peuvent tre variables ; compte tenu de la faiblesse des efforts exercés par la poussée des terres sur les bandes et les cordons, leur nombre pourra tre limité ; il dépendra surtout du rôle d'écarteurs et de limitateurs de déformations que l'on entend leur faire tenir. Le mode de raccordement d'un panneau 7 avec un panneau voisin 7a sera différent suivant le sens : longitudinalement, perpendiculairement à la ligne de pente, il s'agira de liaisonner des bandes 1, et transversalement (suivant la ligne de pente), les cordons. 2. On peut citer, en ce qui concerne le sens longitudinal (Dl), la mise bout à bout des deux panneaux avec interpénétration des extrémités de bandes 1 et stabilisation par des piquets 8 (Fig. 11), ou bien la liaison par une bande (ou par des éléments de bande) de fermeture 7a, avec le système à encoches, tel que décrit précédemment à la Fig. 9 (Fig. 12). Dans le sens transversal (D2), on peut citer la mise côte à cote de la bande inférieure lb du panneau amont 7 et de la bande supérireure la du panneau aval 7b et fixation par des piquets 8 (Fig. 13) ou bien l'attache des cordons 2 par système 9 (noeuds, crochets, agrafes...) (Fig. 14). La structure bandes-cordons permet de découper à la demande des parties de panneau 7c, 7d pour s'adapter à toute forme de terrain 3. Le découpage partiel permet égale- ment de s'adapter à des variations de profil dans le sens longitudinal (direction D 1) (Fig. 15). Avec la récupération de parties de panneaux dé- coupées, il est possible de recouvrir des angles ou des surfaces sans géométrie, ainsi que de faire des raccords. Il est possible à partir de panneaux complets ou partiels, éventuellement avec des bandes supplémentaires à encoches (ou des éléments de bandes), de monter des constructions ou des assemblages tridimensionnels de toutes formes et de toutes tailles, en combinant et en arrangeant tous ces éléments sur un mme plan et/ou sur plusieurs niveaux. Ces constructions peuvent conduire à des massifs décoratifs ou d'agrément végétation), à des massifs ayant un rôle de protection, de butée, de lestage, ou de confinement de tout matériau de remplissage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de retenue de sols ou autres produits pulvérulents ou granulaires, notamment de sols en talus, du type comprenant, disposés sous forme de nappe et à la façon d'une grille, d'une part une première série parallèle d'éléments de retenue proprement dits (1), allongés et orientés suivant approximativement une première direction donnée (Dl), et d'autre part une seconde série parallèle d'éléments (2) de liaison de ces éléments de retenue, également allongés, mais orientés suivant approximativement une seconde direction (D) à peu près transversale à la première, caractérisé en ce que les éléments de retenue (1) sont constitués par les bandes bidimensionnelles de matériau perméable, planes à la fabrication, mais Sexi- bles, et disposé-es dans la nappe sensiblement perpendiculairement à celle-ci, et les éléments de liaison (2) sont constitués par des cordons unidimensionnels, également flexibles, et déposés, suivant le plan général de la nappe, sensiblement perpendiculairement aux bandes de retenue (1) qu'ils relient entre elles. 2. Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que les cordons de liaison (2) sont constitués par des éléments continus stendant chacun sur toute la dimension correspondante de la nappe, indépendants des bandes de retenue (1) et rendus solidaires de celles-ci par des moyens de fixation (5). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2/caractérisé en ce que les cordons de liaison (2) sont disposés suivant deux séries situées à des niveaux différents (2,2a) suivant la direction perpendiculaire à la nappe. 4. Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que les cordons de liaison (2) sont disposés par paires de deux cordons (2,2a) disposés à distance l'un de l'autre et l'un au-dessus de l'autre suivant la direction perpendiculaire à la nappe. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4} caractérisé en ce que les bandes de retenue (1) et les cordons de liaison (2) sont disposés suivant un réseau à mailles rectangulaires ou carrées. 6. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les cordons continus de liaison (2) traversent des ouvertures (4a, 4b) ménagées dans les bandes de retenue (1). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 6, caractérisé en ce que les moyens de fixation (5) des cordons continus de liaison (2) comprennent des noeuds disposés d'au moins un mme côté des bandes de retenue (1). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractéri- sé en ce que. sur au moins une bande de retenue extrme (la) de la série de bandes, les moyens de fixation (5) des cordons continus de liaison (2) comprennent des paires de noeuds disposés de part et d'autre de chaque bande (la). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend. sur au moins un côté de la nappe perpendiculaire ou transversal aux bandes de retenue (1), une bande de fermeture (7) analogue à celles-ci et fixée sur elles. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des piquets (8) disposés à au moins certains des sommets de la grille, solidaires des bandes de retenue (1) et des cordons de liaison (2) et s'enfonçant en dessous de la nappe.