Brevet FR2616872A1 — publié le 19881223

Profilé de calfeutrement d'une rainure de drainage, et procédé de calfeutrement utilisant ce profilé. L'invention concerne le calfeutrement de rainures de drainage prévues dans la paroi d'un tunnel ou analogue. Pour éviter les infiltrations d'eau provenant des terrains surplombant notammentles tunnels ferroviaires à travers les parois de ceux-ci, et la formation de stalactites en cas de gel, il est connu de drainer les eaux contenues dans ces terrains. A cet effet, on ménage des rainures transversales dans l'épaisseur de la paroi du tunnel, et, à partir du fond de ces rainures, des forages pénétrant dans le terrain, qu'on garnit de tubes perforés. On obture ensuite l'ouverture de chaque rainure par des tôles d'acier qu'on assemble mécaniquement à la paroi du tunnel de part et d'autre de la rainure et qu'on recouvre par projection de béton pour former un passage étanche à l'eau. Les rainures, qui ont typiquement une largeur de 60 mm et une profondeur de l'ordre de 120 mm, sont espacées les unes des autres de quelques mètres dans la direction longitudinale du tunnel et s'étendent, soit de façon continue de la partie inférieure d'un côté à la partie inférieure de l'autre côté en passant par le sommet de la voûte, soit de la partie supérieure à la partie inférieure de chaque côté, en laissant le sommet non rainuré, par exemple lorsque le rainurage est rendu difficile par la présence de caténaires. Les eaux des terrains traversent les trous des tubes et s'écoulent dans ceux-ci, puis dans les passages formés par les rainures obturées de façon étanche, jusqu'aux extrémités inférieures de celles-ci, d'où elles tombent dans des caniveaux s'étendant de chaque côté de la base du tunnel. L'obturation des rainures par des tôles d'acier et la projection de béton sont des opérations longues et coûteuses. De plus, les eaux entrainent avec elles des particules solides, notamment de sable et de limon, qui peuvent à la longue obturer les passages. Lorsqu'il ne sort plus d'eau à l'extrémité des rainures, il est nécessaire de les découvrir en détruisant la couche de béton et en démontant les tôles pour évacuer les accumulations de solides, puis de refermer les rainures de la même'façon qu'à l'origine. Ces opérations de maintenance sont elles aussi très coûteuses. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients, et de réaliser le calfeutrement des rainures de drainage par des moyens simples et économiques, tout en permettant facilement l'inspection et le nettoyage des passages d'eau ainsi formés. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un profilé élastique pour le calfeutrement d'une rainure de drainage prévue dans la paroi d'un tunnel ou analogue, présentant une face avant destinée à être tournée vers l'intérieur du tunnel, une face arrière formant gouttière, destinée à être tournée vers le fond de la rainure pour canaliser les eaux de drainage vers une extrémité basse de la rainure, et deux faces latérales destinées à coopérer avec les parois latérales de la rainure pour assurer une étanchéité à l'eau entre l'intérieur de la rainure et l'intérieur du tunnel. Par sa forme en gouttière, la face arrière du profilé rassem ble les eaux dans la partie médiane de la largeur de celleci et en assure une canalisation efficace vers l'extrémité inférieure de la rainure. Selon une caractéristique avantageuse, les faces latérales du profilé présentent des lèvres flexibles qui viennent s'appuyer élastiquement contre les parois latérales de la rainure. Ces lèvres flexibles contribuent à immobiliser de façon stable le profil dans la rainure, tout en améliorant l'étanchéité entre ces faces latérales et les parois de cette dernière. De préférence, le profilé est creux et présente des chambres remplies d'air entre les faces avant et arrière. Cette disposition allège le profilé et diminue le coût de matière. En outre, l'air remplissant les chambres améliore l'isolation thermique entre l'intérieur du tunnel et l'intérieur de la rainure et évite la formation de glace dans cette dernière par temps de gel. On peut prévoir que la face avant du profilé se prolonge de part et d'autre des faces latérales par des ailes destinées à venir en appui contre les bords latéraux de la rainure. Lors de la mise en place du profilé dans la rainure, l'arrivée des ailes latérales en butée contre la paroi du tunnel, de part et d'autre de la rainure, assure sensiblement la mise en alignement de la face avant du profilé avec cette paroi. I1 est en outre avantageux de donner à ces ailes une forme concave vers la paroi du tunnel de façon à canaliser les eaux qui pourraient suinter entre les faces latérales du profilé et les parois latérales de la rainure. Pour la réalisation du profilé, on emploie de préférence un caoutchouc présentant une résistance élevée au vieillissement et aux températures extrêmes, de façon qu'il puisse remplir sa fonction pendant une ou plusieurs décennies sans devoir être remplacé. On a constaté en outre qu'une dureté shore d'environ 70, une résistance à la rupture d'au moins 120 daN/cm2 environ et un allongement à la rupture d'au moins 300% environ étaient favorables pour maintenir une étanchéité durable malgré des démontages et remontages répétés. L'invention a également pour objet un procédé de calfeutrement d'une rainure de drainage prévue dans la paroi d'un tunnel ou analogue, procédé comportant la mise en place dans la rainure d'un profilé tel que défini ci-dessus. Une façon commode de mettre en place le profilé consiste à l'engager d'abord partiellement dans une position inclinée, en présentant en premier lieu la zone de jonction entre la face arrière et une première face latérale, à déformer, après pénétration partielle de cette dernière, la zone de jonction entre la face arrière et la seconde face latérale à l'aide d'un outil non blessant, et à pousser cette dernière zone de façon à la faire pénétrer à son tour, puis, lorsque le profilé a atteint une position sensiblement droite, à l'enfoncer jusqu'à ce que sa face avant soit sensiblement dans l'alignement de la paroi du tunnel. Lorsque la rainure est interrompue par une extrémité supérieure, sa profondeur décroissant progressivement jusqu'à la valeur 0, il est avantageux de tronçonner le profilé obliquement de façon que sa face avant parvienne au voisinage de l'extrémité de l'ouverture de la rainure. Ceci réduit les échanges thermiques entre l'extérieur et l'intérieur de la rainure, notamment par circulation d'air. Cette circulation peut en outre être supprimée par une injection de mastic obturant la portion extrême de l'ouverture de la rainure non recouverte par la face avant du profilé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-après et des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un profilé selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une rainure de drainage et d'un profilé selon la figure 1 en cours d'introduction dans celle-ci, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, montrant le profilé dans sa position définitive; et - la figure 4 est une vue partielle en coupe, transversalement au tunnel et selon le plan longitudinal moyen de la rainure et du profilé, montrant une portion extrême supérieure de la rainure et la partie correspondante du profilé. Le profilé représenté à la figure 1 est destiné à être introduit dans une rainure de drainage 2 (figures 2 à 4) ménagée dans la maçonnerie 3 d'un tunnel ferroviaire, selon un plan transversal par rapport à la direction longitudinale de celui-ci. La maçonnerie 3 est limitée vers l'espace intérieur 4 du tunnel par une paroi 5 qu'interrompt la rainure 2. Le profilé 1 présente une face avant 6 et une face arrière 7 destinées à être tournées respectivement vers l'intérieur 4 du tunnel et vers l'intérieur de la rainure 2, et deux faces latérales 8 destinées à coopérer avec les parois latérales respectives 9 de la rainure pour assurer à la fois la tenue en place du profilé et l'étanchéité à l'eau entre l'intérieur de la rainure et l'intérieur du tunnel. La face arrière 7 est composée d'un élément médian 10 raccordé à deux éléments latéraux 11 selon des angles obtus et présente ainsi une concavité tournée vers le fond 12 de la rainure. Les eaux contenues dans les terrains surplombant le tunnel sont recueillies par des trous 13, dont l'un apparaît à la figure 4, qui sont ménagés à partir du fond 12 de la rainure et traversent la maçonnerie 3 et les terrains susjacents. Ces eaux tombent des trous 13 dans la gouttière formée par la face 7 du profilé, dans laquelle elles s'écoulent selon la flèche F de la figure 4 jusqu'à l'extrémité inférieure de la rainure. Grâce à la forme en gouttière de la face 7, les eaux ont peu tendance à atteindre les extrémités libres 14 des portions latérales 11 de la face arrière 7, par lesquelles ces dernières viennent en contact avec les parois 9 de la rainure, de sorte que les infiltrations d'eau par les côtés du profilé ne peuvent qu'être accidentelles. De plus, ces fuites sont arrêtées en majeure partie par des lèvres flexibles 15 présentées par les faces latérales 8 du profilé, qui sont déformées et s'appliquent sous une pression élevée contre les parois très lisses 9 de la rainure. Enfin, des ailes latérales 16 prolongeant la face avant 6 de part et d'autre des faces latérales 8 présentent vers la paroi 5 du tunnel des faces 17 qui sont concaves dans la direction transversale du profilé.Ces ailes 16, dont les extrémités libres 18 s'appuient sur la paroi 5, forment donc également des gouttières qui recueillent les traces d'eau qui auraient franchi les lignes de contact 14 et les lèvres 15 et les acheminent au bas de la rainure. Comme on le voit sur les figures, le profilé 1 est creux et est formé d'une multiplicité de voiles longitudinaux d'épaisseur sensiblement uniforme, dont les uns définissent les faces 6, 7 et 8, les lèvres 15 et les ailes 16 et les autres délimitent des chambres 19 remplies d'air. Pour une isolation thermique optimale entre l'intérieur de la rainure et l'espace 4, les faces avant 6 et arrière 7 sont séparées l'une de l'autre par au moins deux chambres 19. Dans la forme représentée, la face avant 6 est séparée de la partie médiane 10 de la face arrière 7 par deux chambres 19 et de chacune des parties latérales 11 de la face 7 par trois chambres 19. A titre d'exemple, on a réalisé le profil illustré en caoutchouc conforme à la norme française P 85 301 assurant une excellente résistance au vieillissement et à la température entre -40 et +1000C. Le caoutchouc utilisé présentait également une dureté Shore de 70+5, une résistance à la rupture de 120 daN/cm2 environ et un allongement à la rupture de 300% environ. Lors de la mise en place du profilé selon l'invention dans la rainure, il est nécessaire de prendre des précautions pour éviter que le frottement contre les parois de la rainure conduise à des déformations de la face arrière du profilé qui nuiraient à son rôle de gouttière. Un procédé de montage qui résoud ce problème est illustré à la figure 2. Comme représenté, on incline le profilé 1 par rapport au plan longitudinal moyen de la rainure 2 et on engage en premier lieu la zone de jonction 20 entre la face arrière 7 et l'une des faces latérales 8 du profilé. Après avoir fait pénétrer partiellement cette face latérale, on déforme à l'aide d'un outil 21 non blessant la zone de jonction 22 entre la face 7 et l'autre face latérale 8, de façon à faire pénétrer à son tour cette dernière zone dans la rainure. On redresse alors le profilé en poussant la zone 22 et on l'enfonce vers le fond de la rainure jusqu'à ce que les ailes latérales 16 viennent en butée contre la paroi 5 du tunnel, de part et d'autre de la rainure, assurant un alignement de la face avant 6 du profilé avec la paroi 5. La figure 4 illustre le cas où la rainure 2 est interrompue à la partie supérieure du tunnel et présente donc une extrémité supérieure. La rainure étant réalisée à l'aide de scies circulaires de grand diamètre, son fond 12 est arrondi selon ce diamètre dans la zone extrême et rejoint l'extrémité 23 de l'ouverture de la rainure. I1 en résulte que la rainure présente dans cette zone d'extrémité une profondeur qui diminue progressivement pour atteindre la valeur zéro à l'extrémité 23. Pour permettre à la face avant 6 du profilé 1 de s'étendre jusqu'au voisinage immédiat de l'extrémité 23, on tronçonne obliquement le profilé en 24, laissant un intervalle réduit entre l'extrémité biseautée 24 du profilé et le fond de la rainure. Pour éviter toute circulation d'air, par cet intervalle, entre l'intérieur 4 du tunnel d'une part, l'intérieur de la rainure et les chambres 19 d'autre part, on injecte en outre dans cet intervalle un mastic d'étanchéité 25, par exemple à base de silicone durcissable à l'air. Le mastic 25 n'a pas à exercer une fonction d'étanchéité à l'eau, les eaux recueillies atteignant la face 7 du profilé à un niveau inférieur à l'extrémité supérieure 24. I1 va de soi que la forme du profilé tel que représenté n'a aucun caractère limitatif. En particulier, les surfaces formant gouttière 7 et 17 peuvent être arrondies au lieu d'être en angles. Les lèvres 15 peuvent être modifiées dans leur disposition et dans leur nombre, ou être supprimées. I1 en est de même des chambres d'air 19. Les propriétés du matériau utilisé peuvent être adaptées en fonction des applications. L'invention est utilisable non seulement pour les tunnels ferroviaires, mais dans toutes les applications où des problèmes analogues se posent. Revendications. 1. Profilé élastique (1) pour le calfeutrement d'une rainure de drainage (2) prévue dans la paroi (3) d'un-tunnel ou analogue, présentant une face avant (6) destinée à être tournée vers l'intérieur (4) du tunnel, une face arrière (7) formant gouttière, destinée à être tournée vers le fond (-12) de la-rainure pour canaliser les eaux de drainage vers une extrémité basse de la rainure, et des faces latérales (8) destinées à coopérer avec les parois latérales (9) de la rainure pour assurer une étanchéité à l'eau entre l'intérieur de la rainure et l'intérieur du tunnel. 2. Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ses faces latérales (8) présentent des lèvres flexibles (15) qui viennent s'appuyer élastiquement contre les parois latérales de la rainure. 3. Profilé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est creux et présente des chambres (19 remplies d'air entre les faces avant et arrière. 4. Profilé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa face avant (6) se prolonge de part et d'autre des faces latérales (8) par des ailes (16) destinées à venir en appui contre les bords latéraux de la rainure. 5. Profilé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites ailes présentent une forme concave (17) vers la paroi (5) du tunnel de façon à canaliser les eaux suintant éventuellement entre les faces latérales du profilé et les parois latérales de la rainure. 6. Profilé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est en caoutchouc présentant une résistance élevée au vieillissement et aux températures extrêmes. 7. Profilé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est en caoutchouc présentant une dureté shore d'environ 70, une résistance à la rupture d'au moins 120 daN/cm2 environ et un allongement à la rupture d'au moins 300% environ. 8. Procédé de calfeutrement d'une rainure de drainage prévue dans la paroi d'un tunnel ou analogue, caractérisé en ce qu'on met en place dans la rainure un profilé selon l'une des revendications précédentes. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on engage partiellement le profilé dans la rainure dans une position inclinée, en présentant d'abord la zone (20) de jonction entre la face arrière et une première face latérale, qu'après pénétration partielle de cette dernière on déforme la zone (22) de jonction entre la face arrière et la seconde face latérale à l'aide d'un outil non blessant (21) et on pousse cette dernière zone de façon à la faire pénétrer à son tour, et que lorsque le profilé (1) a atteint une position sensiblement droite on l'enfonce jusqu'à ce que a face avant (6) soit sensiblement dans l'alignement de la paroi (5) du tunnel. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, la rainure présentant, au voisinage d'une extrémité supérieure (23), une profondeur décroissant progressivement jusqu'à la valeur zéro, on tronçonne le profilé obliquement de façon que sa face avant (6) arrive au voisinage de l'extrémité (23) de l'ouverture de la rainure. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on obture par injection de mastic (25) la portion extrême de l'ouverture de la rainure non recouverte par la face avant du profilé.