Brevet FR2624903A1 — publié le 19890623

La présente invention concerne un procédé pour la mise en place et la pose d'un pylône, ce terme désignant de façon générale un support monobloc en métal, béton précontraint ou résine armée. Par "monobloc" on entend que ce support n'est pas réalisé par un assemblage de plusieurs parties, du genre charpente métallique. De tels pylônes à structure généralement tubulaire, mais éventuellement pleine dans le cas du béton, sont notamment utilisés pour l'accrochage de lignes téléphoniques ou de câbles électriques à basse ou moyenne tension, ou encore pour constituer des candélabres destinés à l'éclairage public. Dans ce dernier cas, la partie supérieure du fAt peut être droite ou ramifiée. L'invention vise également le dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. I1 est connu d'assurer la fondation des pylônes en les enfonçant directement dans des trous forés à grande profondeur dans le sol. Tel est le cas pour des pylônes en béton armé destinés à supporter des lignes électriques aériennes à basse tension, ou encore des poteaux en bois ou en acier galvanisé prévus pour les lignes téléphoniques. Selon une autre technique principalement destinée à la pose des candélabres pour l'éclairage public, on coule en place dans des fosses ménagées dans le sol des massifs en béton avec incorporation de tiges filetées partiellement noyées. Ces tiges permettent la fixation par boulonnage d'une platine en acier percée de trous en correspondance ménagée à la base du pylône. Dans les deux techniques précitées, la stabilité du pylône est assurée par la butée des terres sur la fondation. Ces méthodes imposent de réaliser des travaux de terrassement importants et parfois difficiles à exécuter. En particulier, dans le cas de massifs en béton, ces derniers sont surdimensionnés puisqu'en pratique la profondeur du massif de section carrée doit être égale au double du côté du carré. Il en résulte également un gaspillage de béton. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Suivant l'invention, le procédé pour la pose et la mise en place d'un pylône du genre monobloc est caractérisé en ce qu'on assure la jonction de ce pylône avec un socle préfabriqué comportant à sa base une semelle dont la surface d'appui sur le sol est déterminée pour s'opposer, par la réaction du sol, au renversement du pylône, indépendamment de la butée des terres. La réalisation d'une assise de surface suffisante pour le socle servant à la fixation du pylône permet ainsi de s'affranchir de la butée des terres pour le maintien en position stable du pylône, même lorsqu'il est soumis à un moment de renversement maximum. Le calcul et l'expérience ont de plus montré ce résultat favorable qu'il était possible de remplir la condition précitée de non-basculement, sans que la semelle du socle atteigne des dimensions qui en proscriraient l'emploi dans la pratique. Suivant l'invention également, le dispositif pour la pose et la mise en place d'un pylône, notamment dans le cadre de la mise en oeuvre d'un procédé du genre précité, est caractérisé en ce qu'il comprend un socle préfabriqué muni de moyens de jonction avec la base du pylône, ce socle comportant une semelle destinée à prendre appui sur le sol et dont la surface est suffisante pour s'opposer par réaction du sol aux efforts de basculement auxquels peut être soumis le pylône. La fondation préfabriquée ainsi constituée par le socle tel que ci-dessus défini, présente de grands avantages d'homogénéité, de fiabilité et de cotit par rapport aux fondations classiques réalisées in situ. De préférence, le socle préfabriqué est en béton armé tandis que la semelle présente un contour carré-ou rectangulaire. Selon une réalisation avantageuse de l'invention, le socle comporte deux contreforts à profil trapézoïdal disposés transversalement et se croisant suivant l'axe de la semelle ; ces contreforts comportent une face d'assise parallèle à la semelle sur laquelle débouchent des douilles filetées, noyées dans le contrefort et permettant la fixation par boulonnage d'une platine solidaire de la base du pylône. Selon une variante convenant notamment pour les petits pylônes, le socle présente un fût dans lequel est ménagé un manchon axial permettant l'emmanchement de la base d'un pylône. D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, on a représenté divers modes d'exécution de l'invention. La figure l est une vue en perspective d'un socle préfabriqué conforme à l'invention. La figure 2 est la vue en élévation correspondante du socle supposé mis en place en terre. La figure 3 est la vue en plan du socle isolé. La figure 4 est une vue en perspective éclatée du socle précité équipé d'un pylône à usage de candélabre. Les figures 5 et 6 sont des vues analogues aux figures 2. et 3 montrant une variante de réalisation du socle. La figure 7 est un schéma perspectif analogue à la figure l concernant une autre variante du socle. Le procédé visé par l'invention sera exposé ciaprès dans le cadre d'une réalisation particulière du dispositif de fondation préfabriquée lequel comprend essentiellement un socle l en béton armé obtenu par préfabrication en usine et transporté sur le site de pose. Le socle l comprend une semelle 2 de contour carré faisant corps avec lui dont la surface est proportionnelle aux efforts de basculement (moment de renversement) pouvant être appliqués au socle l par le pylône mis en place, notamment sous l'effet du vent de force maximale prévue, compte tenu de la résistance au cisaillement du pylône. Sur la semelle 2 est ménagée une superstructure 3 constituée dans l'exemple décrit par deux contreforts 4 orthogonaux entre eux, parallèles aux côtés de la semelle carrée l et équidistants de ceux-ci. Les contreforts 4 se croisent suivant l'axe Z-Z de la semelle 2. Les contreforts 4 sont constitués par deux voiles en béton de profil trapézoïdal isocèle, dont la petite base forme ainsi une assise plane en croix 5, parallèle au plan de la semelle 2. Cette dernière, comme les voiles 4, est rigidifiée par des armatures de type béton armé, et par exemple un quadrillage 6 de fers soudés entre eux et liaisonnés, dont une partie seulement a été schématisée sur la figure 2. Dans l'assise 5 sont noyées quatre douilles 7 filetées intérieurement dont l'oráfice débouche dans le plan de l'assise 5 et dont la base est reliée aux fers d'armature 6. Des douilles connues sous la marque VEMO répondent avantageusement à la question. Les douilles 7 sont mises en place avec précision à la fabrication du socle, au moyen d'un gabarit. On a schématisé en 6a les fers assurant l'ancrage des douilles 7 dans la superstructure 3. Les contreforts 4 permettent à la fois de raidir la semelle 2 et de lui transmettre le poids et les efforts de renversement du pylône. Les douilles 7 ont une double fonction - elles permettent au montage la manutention du socle l au moyen d'une élingue en acier tréfilé munie à chaque extrémité d'une cosse sertie, qui vient se boulonner sur deux des quatre douilles - elles assurent la fixation permanente du pylône tubulaire 10 (figure 4) qui comporte à sa base une platine en acier 11 percée de quatre trous équidistants 12 ménagés à des emplacements correspondant à ceux des douilles 7. La fabrication du socle 1 peut être faite en usine au moyen de moules métalliques permettant la réalisation en série d'un grand nombre d'éléments. La technologie propre à la préfabrication et ses évolutions récentes (étuvage du béton, contrôle systématique de qualité) seront directement applicables au procédé pour assurer l'uniformité mécanique et dimensionnelle du socle 1. Les ferraillages en treillis soudés et armatures à haute adhérence pourront être facilement préfabriqués avant leur mise en oeuvre dans les moules du socle. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention au moyen du dispositif ainsi constitué est la suivante - On creuse un trou 21 (figure 2) sur une profondeur réduite (0.8 à 1.2 m) par n'importe quel engin de terrassement présent sur le chantier : pelle mécanique ou tracto-pelle équipée de godets rectangulaires. La profondeur du trou 21 correspond sensiblement à la hauteur du socle 1. - On met en place au fond du trou 21 une forme 22 horizontale (en sable par exemple). - On dépose sur la forme 22 la semelle 2 du socle 1 par l'engin ayant effectué le terrassement. - On remblaie le volume libre restant 23 sans précaution particulière. La mise en place du pylône 10 pourra suivre immédiatement. A cet effet, la platine 11 de ce pylône est posée sur l'assise 5 des contreforts 4, les trous 12 étant placés à l'aplomb des douilles 7 et le tout est solidarisé par des boulons 13. Tous moyens peuvent être prévus pour assurer le passage des conducteurs électriques 14 prévus pour le pylône 10 si celui-ci est, par exemple, à usage de candélabre. Ces moyens consistent par exemple en un canal axial 8 ménagé suivant l'axe X-X et qui reçoit un embout tubulaire 9 faisant saillie au-dessus de l'assise 5 et destiné à pénétrer à la base du pylône 10. Dans la réalisation des figures 5 et 6, le socle 1 est destiné à supporter un pylône de moindre hauteur que le précédent. On constate que la longueur du côté de la semelle 2 est alors comparativement plus faible que dans le cas précédent par rapport aux dimensions de l'assise 5. En d'autres termes, la pente des côtés des contreforts 4 est plus forte. Dans le cas de pylônes très légers (poteaux téléphoniques, poteaux de signalisation routière), il est prévu suivant l'axe X-X (figure 7) un fût 31 de section polygonale sur lequel s'appuient les voiles 4 des contreforts. Ce fAt 31-est percé d'un trou borgne 32 permettant l'encastrement de la base du pylône. Dans tous les cas, étant donné que la stabilité du pylône est assurée par la surface d'appui de la semelle 2 sur le sol, cette stabilité peut être obtenue sans réalisation d'une fouille, dans le cas d'un sol suffisamment dur, ce qui est intéressant dans le cas d'installations provisoires. Le mode de fondation prévu par l'invention s'adapte ainsi à tous les types de terrain, y compris ceux de très mauvaise qualité. L'expérience et le calcul montrent en effet que les charges transmises au sol sont relativement faibles en regard des moments dus au vent ; une très légère augmentation des dimensions de la semelle permet d'obtenir des contraintes sur le sol extrêmement réduites (inférieures à 0.5 bar). Les calculs de stabilité du socle 1 à l'égard de sa charge et du moment de renversement sous l'effet du vent sont conduits à partir des efforts indiqués par le constructeur de pylônes en fonction des règlements en vigueur. (Règles NV 65 révisées). On prendra également en compte la notice EDF Fascicule A123 et la circulaire ITBTP série Z nO 16 d'octobre 1946. Pratiquement, on se reportera à deux axes de coordonnées X-X et Y-Y, disposés dans le plan de la semelle 2 suivant les plans des contreforts 4 et on prendra en compte - l'effort normal de la semelle 2 sur le sol, dû à la charge du socle 1, du pylône 10 et de ses annexes, - l'effort horizontal H1 dirigé suivant Y-Y et le moment de renversement Mi par rapport à l'axe X-X, - l'effort horizontal H2 dirigé suivant l'axe X-X et le moment de renversement M2 par rapport à l'axe Y-Y. On peut alors déterminer au moyen de formules connues la surface de la semelle 2 et la hauteur de la superstructure 3 en fonction de la charge limite du sol et des caractéristiques propres au pylône et de la force maximale prévue pour le vent. L'expérience montre qu'avec une dizaine de fondations préfabriquées différentes, on couvre pratiquement tous les cas pratiques de pose, et même si on limite à 2 bars la charge du sol, ce qui est particulièrement défavorable. On va d'ailleurs donner, à titre purement illustratif, trois exemples A, B, C recouvrant à peu près les cas les plus courants en éclairage public. Caractéristiaues du pylône A B C - hauteur totale : 8 m 12m 16 m - simple crosse de longueur : 1.5 m 2.5 m 2.5m - poids du pylône : 147 kg 273 kg 370 kg - poids de la lanterne : 30 kg 40 kg 30 kg - site : normal normal exposé - moment de flexion : 780 mkg 2770 mkg 6090 mkg - effort tranchant : 140 kg 335 kg 700 kg Caractéristiques du terrain A B C - Angle de frottement interne F= 350 F= 350 F= 350 - Poids volumique du sol PV= 1,80T/M3 PV= l,80T/M3 PV= 1,80T/M3 - Contrainte admissible sol S0= 2,00 BARS S0 = 2,00 BARS S0= 2,00 BARS efforts en tête de la fondation - Effort vertical N= 0,18T N= 0,31T N= 0,40T - Effort horizontal H1= 0,14T HI 0,34T Hi 0,70T - Effort horizontal H2= 0,OOT H2= 0,OOT H2= 0,ODT - Moment de renversement M1= 0,78T.M M1= 2,77T.M M1= 6,09T.M - Moment de renversement M2= 0,OOT.M M2= 0,OOT.M M2= 0,00T.M Dimensions de la semelle de fondation - Largeur L1= 0,80M L1= 1,30M L1= 1,60M - Longueur L2= 0,80M L2= 1,30M L2= 1,60M - Hauteur H= 0,80M H= 1,00M H= 1,20M Le cas A correspond à des conditions légères, le cas B à des conditions moyennes et le cas C à des conditions lourdes. Les dimensions L1, L2, H ont été repérées sur la figure 1. On voit qu'elles correspondent dans tous les cas à des socles aisément transportables et manipulables. L'invention se traduit en pratique par de nombreux avantages. En premier lieu, à l'égard du procédé d'ancrage traditionnel avec un massif de béton, dans les cas A, B, C précédents, il aurait fallu prévoir les conditions beaucoup plus défavorables suivantes A B C profondeur du massif 0,8 m 1,3 m 1,8 m - Coté du massif (section carrée) 0,4 m 0,7 m 1 m - Poids du massif 307 kg 1528 kg 4320 kg - Pression à fond de fouille 20000 kg/m2 20M30 kg/mt 20000 kg/m2 - Taux de travail du sol 0,30 bars 0,38 bars 0,47 bars L'économie de matière et de main d'oeuvre par comparaison avec les tableaux précédents apparait de façon manifeste.On notera de plus que l'installateur des pylônes n'a plus à faire appel à des services extérieurs à l'entreprise pour couler un massif de béton dans une fosse répondant à des caractéristiques dimensionnelles précises. De plus, l'installation des pylônes peut être immédiate puisqu'il n'y a pas lieu d'attendre le durcissement d'un massif de béton. Ceci peut se traduire par une économie de l'ordre de 50 % par rapport aux fondations traditionnelles à massif de béton. L'invention apporte également d'autres avantages techniques substantiels - Amélioration de la stabilité de l'ouvrage. Comme les moyens prévus par l'invention ne font pas appel à la butée des terres, il en résulte que des ouvrages complémentaires réalisés à proximité immédiate de la fondation (tels que tranchée pour la passage des canalisations) ne risquent en aucun cas d'entrainer des désordres ultérieurs par décompression locale et dissymétrique du terrain. Cette stabilité indépendante du terrain permet en outre d'utiliser l'invention dans tous les types de terrain et ce pratiquement sans étude préalable. - Suppression du risque de dégradation des tiges filetées des massifs traditionnels inhérents à la circulation des engins et à la mise en place des pylônes le filetage en creux des douilles noyées dans les contreforts est en effet à l'abri de toutes les agressions. - Avantages propres à la préfabrication. La préfabrication des socles en usines à l'abri des intempéries et dans les conditions rigoureuses de l'industrie a les avantages principaux et spécifiques suivants qualité du produit : régularité de forme et précision dans le positionnement des douilles ; constance des propriétés mécaniques résultant des procédés et contrôle de fabrication économie de matériau ; la quantité de béton est réduite de 2 à 3 fois par rapport à la technique traditionnelle prix de revient abaissé par la fabrication en série disponibilité immédiate pour l'utilisateur par la tenue en stock des qualités courantes vente sur catalogue. La fondation préfabriquée selon l'invention peut ainsi remplacer le massif traditionnel en béton dans toutes ses utilisations pour les pylônes munis d'une platine de pose. Dans sa version légère avec noyau central comportant un logement cylindrique, elle peut également convenir aux pylônes normalement destinés à être enfoncés directement dans des trous forés. Les principales applications peuvent donc être les suivantes - éclairage public, - supports de lignes téléphoniques, - signalisation routière, - panneaux publicitaires, - mats de pavillons - mats en treillis métallique type antennes radio ou T.V. posés par l'intermédiaire d'une platine triangulaire ou polygonale, - installations temporaires ou amovibles. I1 est entendu que l'invention n'est pas limitée aux réalisations représentées et qu'on peut apporter à celles-ci des variantes d'exécution. Ainsi la semelle 2 pourrait présenter un contour polygonal. De même, il pourrait être prévu plus de deux contreforts répartis en étoile, certains d'entre eux pouvant être de moindre hauteur que les contreforts principaux pour conserver une assise en croix à quatre douilles. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la pose et la mise en place d'un pylône (10) du genre monobloc, caractérisé en ce qu'on assure la jonction entre ce pylône (10) et un socle (1) préfabriqué comportant à sa base une semelle (2) dont la surface d'appui sur le sol est déterminée pour s'opposer, par la réaction du sol, au renversement du pylône (10), indépendamment de la butée des terres. 2. Dispositif pour la pose et la mise en place d'un pylône (10), et notamment pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un socle (1) préfabriqué muni de moyens de jonction (7) avec la base (11) du pylône, ce socle (1) comportant une semelle (2) destinée à prendre appui sur le sol et dont la surface est suffisante pour s'opposer, par réaction, aux efforts de basculement auxquels peut être soumis le pylône (10). 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que le socle (1) préfabriqué est en béton armé. 4. Dispositif conforme à la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la semelle (2) présente un contour carré ou rectangulaire. 5. Dispositif conforme à l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le socle (1) comporte au moins deux contreforts (4) disposés transversalement et se croisant suivant l'axe (Z-Z) de la semelle. 6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les contreforts présentent un profil trapézoïdal. 7. Dispositif conforme à l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les contreforts sont orthogonaux entre eux et comportent une face d'assise (5) parallèle à la semelle (2) dans laquelle débouchent des douilles filetées (7) pour la fixation d'une platine (11) solidaire de la base du pylône (10). 8. Dispositif conforme à l'une des revendications 2 à 6 et caractérisé en ce que le socle (1) présente un fût (31) dans lequel est ménagé un manchon axial (32) permettant l'emmanchement de la base d'un pylône.