Brevet FR2593530A1 — publié le 19870731

La présente invention concerne une structure de surface en couches faite d'un géotextile, dont le but est de protéger contre les effets nocifs du vent, de l'eau et des courants d'éléments à la surface des travaux de terrassement et des lits dans le cas des cours d'eau constants ou périodiques, ainsi que de délimiter les matières enrobantes de la substructure, de fournir une fondation à des objets servant dans des buts de circulation, empêchant ainsi la détérioration de la couche enrobante. La structure en couches selon l'invention forme une croûte sur la surface à protéger, tandis que l'épaisseur doit être dimensionnée afin de correspon- dre aux efforts auxquels il faut s'attendre. La structure de surface en couche selon l'in- vention peut être avantageusement utilisée pour la protection des travaux de terrassement, des barrages, des berges, des pentes latérales, des piles de déchets -2 - de roche, des parois en pente de soutes de cendres volantes, pour retenir les montagnes, pour renforcer et lier le lit des rivières et des ruisseaux, pour faire des revêtements de digues, pour retenir la terre arable sujette à l'érosion, ainsi que pour protéger et délimiter les matières enrobantes d'objets servant dans des buts de circulation, pour protéger les lits de ballast de routes et de chemins de fer contre la dispersion, pour la protection biologique des surfaces de terrains pentus et pour favoriser la plantation d'arbres sur les pentes montagneuses. Aucun des procédés connus visant à la protection des travaux de terrassement, comme l'application d'une couche superficielle d'humus, la plantation d'herbe, le revêtement avec différentes matières,n'incorpore une solution pouvant assurer une liaison structurelle entre la couche protectrice ayant été appliquée à la surface et le sol qui se trouve audessous, dès le moment de la construction. La protection contre les glissements et dépla- cements devrait s'obtenir grace au frottement appa- raissant entre la couche protectrice appliquée et le sol sous-jacent, qui diminue sous l'effet de l'humi- dité et de l'eau qui arrive à la surface, la couche protectrice glissant, le revêtement se brise et la surface des travaux de terrassement laissée sans pro- tection est alors considérablementendommagée par l'érosion. Le revêtement connu utilisant du PVC (chlorure de polyvinyle) ou du PE (polyéthylène) sous forme de feuilles synthétiques, souvent utilisées pour revêtir - 3 les lits et les digues de protection contre les eaux afin d'éviter les fuites, s'endommage facilement et perd -comme le montre l'expérience- son caractère intéressant au bout d'une durée relativement courte. On a l'habitude de recouvrir la feuille d'une couche de terre, mais le frottement entre la surface de la feuille et la couche de couverture ne suffit pas pour maintenir, de façon sûre, la couche protectrice, la couche glisse, tandis que la feuille laissée non recou- O10 verte s'endommage sous l'effet du soleil et les autres effets thermiques et la destruction, due à l'érosion, commence à la surface des travaux de terrassement. On connaît des activtés de recherche et de développe- ment visant à rendre rugueuse la surface de la feuille, p. ex. "Soil mechanics - case studies" (Kézdi, Arpad, 1978) qui traite en détail de ces problèmes. La publication "Transportnoe Stroitelstvo" (Moscou, 8/1983), ainsi que son résumé publié en hon- grois dans Technical and Economic Information of Building Affairs (12/ 1983) informe sur un procédé de revêtement utilisant un tissu avec un renforcement de fibres synthétiques. Au cours du procédé, on étend avec recouvrement un tapis fait de fibres synthétiques. Le tapis était recouvert d'éléments faits de béton ren- forcé ou était protégé avec une couche de terre. Bien que ce tissu synthétique soit plus rugueux que la feuille, et que ses propriétés mécaniques soient plus favorables, lorsque le tissu s'humidifie le frot- tement diminue dans une mesure telle que tant le revête- ment que le tissu, deviennent endommagés. On connaiz plusieurs exemples pratiques, ainsi par exemple en Hongrie, l'autoroute 17, la section entre Erd et la -4- sortie de Velence, o les pentes avaient été recouver- tes d'un tissu synthétique en plusieurs endroits et d'une manière telle qu'une couche de couverture d'humus ait été appliquée sur le tissu synthétique et avec plantation d'herbe sur l'humus. En plusieurs endroits la couche de recouvrement a glissé, l'énergie de rayon- nement du soleil a décomposé le tapis synthétique et la surface non protégée a été soumise de façon répétée à des effets d'érosion. Récemment, en Grande-Bretagne, on a mis au point une matière faite de polyéthylène et connue sous le nom de "geogrid", qui a été utilisée avec succès pour la construction des routes. La grille à haute résis- tance (produit de la société NETLON) convient bien- pour répartir les charges et réduire l'affaissement, ainsi que pour répartir les charges résultant de la circulation sur les grandes surfaces. Cependant, étant donné sa faible épaisseur (1,6 mm), elle ne convient pas pour la protection des surfaces et la délimitation du lit de ballast, elle est trop lisse et en outre trop coûteuse (Strasse und Autobahn, 1984). Selon la littérature technique, on ne peut actuellement résoudre le problème de la protection des surfaces des travaux de terrassement, des couches protectrices recouvrant les parois des lits, évitant le glissement de la terre, de l'humus, des roches et des plaques de béton et le déplacement sous l'effet des efforts externes, de la précipitation, des écoule- ments d'eau et du vent, etc... Le but de l'invention est d'éliminer lesdites déf iciences connues et de mettre au point une couche structurale protégeant pour une part les surfaces de ^5- sol en elles-mêmes, et permettant pour une part une liaison mécanique complète entre la couche de recou- vrement et le sol sous-jacent. La couche structurale selon l'invention se fonde sur la découverte selon laquelle si l'on prépare, non un tapis de tissu renforcé de fibres synthétiques ou de tout autre tissu, de géotextile, mais un filet spatial, avec une épaisseur appropriée, p. ex. 10 à cm, que l'on étend alors sur la surface à protéger, que l'on fixe dans le sol au moyen d'éléments d'encra- ges appropriés; après avoir rempli les mailles du filet avec des matières naturelles, comme la terre, l'humus, les rochers et le gravier, on obtient une couche ou respectivement une structure de croûte qui résiste bien aux efforts externes, qui est flexible, et fixée à la surface, et dont la surface peut être recouverte d'une mince coque d'herbe ou de revêtement. Avec un mode de réalisation préféré de la couche structurale selon l'invention, on utilise des bandes de géotextile dont la largeur correspond à l'épaisseur du filet, et qui sont interconnectées oar soudace ou collace. On étire le filet sur la surface à Drotéaer et on le fixe au sol des travaux de terras- sement au moyen de piquets faits d'acier, d'une ma- tière synthétique ou de bois et de manière telle que les bords du filet soient bien étirés. On remplit les mailles du filet avec de la terre, de l'humus, du gravier ou des rochers. On recouvre la couche ainsi obtenue d'une mince couche que l'on peut revêtir d'herbe ou de plaques de ciment. Lorsqu'on protège les pentes latérales de montagne, on peut planter dans les mailles des arbustes ou des arbres. - 6 - Avec un autre mode de réalisation possible et préféré de l'invention, on colle ou soude le filet fait de textile à la surface supérieure d'un tapis fait d'un géotextile, tandis qu'on recouvre la sur- face inférieure du tapis -en contact avec les travaux de terrassementavec une feuille pour empêcher l'osmose d'eau. On étire ensuite la structure sur le caté de la digue à protéger, on la fixe avec les pi- quets et l'environnement des piquets, au lieu de percer avec les piquets, on scelle avec un adhésif synthétique ou avec un morceau de feuille de géotextile pour obtenir une complète étanchéité à l'eau. On rem- plit ensuite les mailles du filet avec de la terre, du gravier, des rochers et on recouvre avec une couche mince ou avec du béton. Le mode d'application d'un quelconque mode de réalisation de l'invention est déterminé par l'impor- tance des travaux de terrassement ou de la structure que l'on doit protéger, ainsi que par le caractère et l'importance des efforts attendus. L'invention sera décrite en détail au moyen d'un mode de réalisation préféré servant d'exemple, à l'aide des dessins joints o: - la figure 1 est un mode de réalisation possible de la structure en couches selon l'in- vention à l'état fixé, - les figures2 et3 présentent deux modes de réalisation possible du filet spatial à fixer. - 7 - Comme on le voit dans la figure 1, le filet 2 -fait d'un géotextile approprié- est étendu et étiré à la surface destravaux de terrassement 1, dans ce cas une digue. Le filet ainsi étiré est fixé au sol à protéger au moyen des piquets métalliques, synthé- tiques ou en bois 3, que l'on plante dans le sol à travers les mailles du filet et de manière que les parois du filet soient toujours perpendiculaires à la surface. On doit planter ou enfoncer]les piquets de fixation 3 dans le sol de manière que leur sommet soit au niveau du plan supérieur du filet, tandis que leur extrémité inférieure se situe à une profondeur corres- pondant au double de l'épaisseur du filet. Il va sans dire que ceci définit également la longueur des piquets de fixation. Dans les mailles du filet -courant perpendicu- lairement à la surface- on déverse le remplissage 4 de façon mécanisée ou à la main de manière à ce que la terre, l'humus, les graviers, les rochers, etc... soient proprement tassés. Au-dessus du filet ainsi rempli, on étend une couche protectrice 5 dans une épaisseur de 5 à cm, p. ex. d'herbe, d'humus ou de béton. La figure 1 présente une couche ayant été formée dans le corps de la digue, dans le barrage à l'aide d'un filet spatial, qui résiste aux efforts mécaniques du sol. Avec ce mode de réalisation, le filet est étiré sur la surface formée à l'horizontale ou pres- que à l'lorizontale, fixé au moyen des piquets, après quoi les mailles du filet sont remplies et tassées avec la matière du barrage ou de la digue. Les figures 2 et 3 montrent le filet fait de géotextile, dans deux formations possibles de la structure. L'un des modes de réalisation que l'on voit dans la figure 2 est fait de bandes d'un géotextile approprié, dont la largeur correspond à l'épaisseur du filet, indiquée par V = 10 à 40 cm dans le dessin, deux parois de mailles voisines étant interconnectées par collage ou soudage. La longueur et la largeur du filet doivent être choisies selon l'importance de la surface à pro- téger. Le filet peut être fait de plusieurs morceaux et collé ou soudé in situ. La figure 2 montre un autre mode de réalisation possible de l'invention. Dans ce cas, le filet 2 est collé sur un tapis de géotextile 6, tandis qu'une feuille étanche à l'eau 7, faite de PVC ou de PE, est collée sur le côté arrière du tapis de géotextile 6. Ce mode de réalisation peut être utilisé avec succès pour protéger le corps des barrages au cours de la protection contre l'eau. L'élément structurel selon la figure 3 peut être disposé et fixé à la surface des travaux de terrassement 1 de manière analogue, comme il est dit en liaison avec la figure 1;-cependant, il faut en outre coller l'emplacement o l'on enfonce les piquets 3 sur le tapis pour obtenir un scellement étanche à l'eau. Les excellentes propriétés de la structure selon l'invention peuvent être bien utilisées dans plusieurs domaines d'application, et elle peut acquérir une importance particulière avec les objets employés pour les constructions hydrauliques et la circulation, o la surface du sol et des travaux de terrassement, respectivement, doit être protégée contre les effets externes nocifs de la précipitation, du vent, etc... Un avantage spécial tient au fait que la structure selon l'invention est flexible, qu'elle est capable de suivre les processus de consolidation du sol ou des travaux de terrassement et les plus petits mouvements de la terre sans s'endommager. Un autre caractère intéressant tient au fait que la matière de base du filet et le filet lui-même peuvent être fabriqués à partir de matières dispo- nibles qu'il n'est pas nécessaire d'importer, qu'à l'état enroulé on peut facilement la livrer, étant donné son faible volume et son faible poids, qu'on peut l'installer rapidement et avec une faible dépense de main-d'oeuvre. - 10 - REVENDICATIONS 1. Structure de couches flexible pour protéger les travaux de terrassement, les parois des lits et délimiter les couches d'enrobage, caractérisée en ce qu'on étire un filet spatial (2) fait d'un géotextile à la surface (1) à protéger et qu'on 1y fixe avec des éléments de fixation et après avoir rempli les mailles du filet avec un produit de remplissage (4) qu'on obtient une croute qui est liée structuralement à la couche de sol sous- jacente. 2. Structure de couches flexible selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le filet spatial géotextile (2) est collé sur le tapis (6) fait de géotextile, tandis que la surface du tapis faisant face au sol est recouverte d'une feuille, formant ainsi une croûte protectrice, étanche à l'eau. 3. Structure de couches flexible selon la revendica- tion 1 et la revendication 2, caractérisée en ce que lorsqu'on la fixe entre l'enveloppe de recou- vrement de surface (5) et le sol ou les travaux de terrassement à protéger, on obtient une struc- ture en couches qui est flexible et convient bien pour recevoir et supporterles efforts mécaniques. 4. Structure de couches flexible selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le filet (2) fait de géotextile, lorsqu'on le positionne perpendiculairement à la surface à protéger et qu'on l'y fixe, que les parois se - il - trouvent sur le chemin de l'écoulement de l'eau dans la direction de la pente,et que donc la vitesse et l'énergie de l'écoulement sont réduites, on empêche la formation de l'érosion. 5. Construction de couches flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lorsqu'on la positionne de façon hori- zontale ou presque horizontale, en une ou plusieurs couches, elle délimite les barrages imbibés, les berges, les matières ayant une teneur en eau élevée, les bouts, et lits imprégnés contre la dispersion et,en tant que filet permanent avec une résistance à la traction élevée,assure-une stabilité consi- dérable.