Brevet FR2641013A1 — publié le 19900629

PROCEDE DE DRAINAGE ET MACHINE POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention concerne un procédé de drainage entrant dans la construction ou la rénovation de terrains stabilisés, de terrains gazonnés tels que jardins publics, parkings verts, et notamment de terrains de sport (football, rugby, hockey, golf, pistes équestres, etc.). Elle concerne également une machine permettant de mettre en oeuvre ce procédé. Les terrains de sport sont soumis à des exigences particulières qui rendent leur réalisation très délicate. En premier lieu, ils doivent supporter un piétinement intensif et répété qui provoque le tassement de la terre en surface et l'arrachement du gazon. D'autre part, du fait que l'utilisation maximale de ces terrains a lieu & la mauvaise saison, quand les intempéries sont les plus importantes, il y a nécessité de mettre au point une très bonne évacuation de l'eau à partir de la couche superficielle du terrain, pour éviter la formation de boue en surface et un phénomène de détérioration irréversible. Toutefois, la percolation de l'eau dans le sol doit 6tre parfaitement maîtrisée pour qu'à la belle saison, la terre retienne suffisamment l'humidité nécessaire à la repousse du gazon. Un autre facteur important à considérer pour la construction de ces terrains est leur prix de revient. Une technique classique de construction de terrain de sport consiste à former sur une plateforme dégagée de la terre végétale et nivelée des ados entre lesquels des drains sont placés en épi, à constituer une couche -2de cailloux ou graviers et à recouvrir celle-ci de la terre végétale préalablement amendée. Pour obtenir une percolation du sol acceptable, il est nécessaire d'ajouter une quantité importante de sable de rivière à la terre végétale, généralement dans une proportion comprise entre 50 et 70 %. Les quantités importantes de sable et de gravier ou cailloux utilisées représentent, par conséquent, un coût et un travail de mise en place importants. Par ailleurs, les terrains réalisés selon cette technique ne donnent pas entière satisfaction: en cas de pluies répétées, il est difficile d'éviter la stagnation de l'eau sur le sol, de sorte qu'ils deviennent quasiment impraticables; et en été, la présence de la couche de cailloux ou graviers entraine une rétention d'eau médiocre dela terre végétale, peu propice à une bonne qualité de gazon: en particulier, la profondeur d'enracinement obtenue n'est pas très importante. Dans une technique plus récente, on réalise dans le terrain des tranchées drainantes de surface communiquant avec des tranchées de base équipées de drains. Le procédé est mis en oeuvre de la façon suivante: tout d'abord, la couche de terre végétale est dégagée sur une profondeur d'environ 20 cm; après quoi un nivelage de la plateforme est effectué en respectant des conditions de pente particulières: pente naturelle du terrain, pente transversale, pente longitudinale ou pentes en forme de toit. En pratique, la pente est comprise entre 1 et 1,5 %. On réalise ensuite les tranchées du drainage de base, avec pose de drains au fond de celles-ci et remplissage de gravier ou autre matériau filtrant. Ces tranchées sont alignées dans le sens de la pente, choisie le plus souvent dans la direction transversale du terrain. Sur le c8té du terrain, les drains communiquent avec un collecteur débouchant -3- dans un exutoire quelconque: rivière, étang, réseau communal, etc. La terre végétale est alors remise en place et nivelée. Suivent un épierrage mécanique, un décompactage du sol, puis l'amendement de la terre végétale par épandage d'engrais de base et incorporation de sable sur une épaisseur de 10 cm environ, le mélange ayant lieu sur place. Après vérification de la planéité, les tranchées de drainage de surface sont creusées perpendiculairement aux tranchées de base et remplies de gravier. Elles sont suffisamment profondes pour recouper sur une hauteur de quelques centimètres les tranchées de base. Deux paramètres influent sur la qualité de la communication entre les tranchées de surface et les tranchées de base en leurs points de croisement: d'une part, le recoupement sur une hauteur de quelques centimètres de la tranchée de base par la tranchée de surface et, d'autre part, la largeur de la tranchée de base que l'on choisit assez grande, de l'ordre de 20 cm généralement. Une fois le drainage réalisé, on effectue un sablage de l'ensemble du terrain sur une épaisseur de 2 cm environ, une rectification de la planéité à la poutre, suite à quoi le gazon peut être semé et roulé. Diverses techniques sont utilisées pour réaliser le drainage de surface, dont l'une consiste à creuser des tranchées d'une largeur d'environ 7 cm avec une machine à roue excavatrice et dispositif de récupération de la terre, décrite et revendiquée dans la demande de brevet français ne 2 546 203 au nom du présent demandeur. Dans les terrains construits selon la technique décrite ci-dessus, le drainage n'est plus basé sur la percolation du sol, mais sur le ruissellement de l'eau vers les tranchées drainantes de surface, favorisé par -4- la pente du terrain. La terre végétale ne nécéssite donc pas un amendement physique important, et la quantité de sable de rivière utilisée est réduite, ainsi que celle de gravier ou matériau filtrant. D'autre part, la rétention d'humidité de la terre végétale est satisfaisante en été, de même que la profondeur d'enracinement du gazon obtenue. L'invention a pour principal objet d'améliorer cette technique par un procédé de drainage de mise en oeuvre beaucoup plus simple et d'efficacité accrue. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir que ce procédé de drainage puisse être mis en oeuvre dans le cadre de la rénovation de terrains existants. Un autre objet de l'invention consiste à mettre au point une machine spécialement adaptée à la mise en oeuvre dudit procédé de drainage. Selon l'invention, le procédé de drainage consiste à réaliser sur toute la surface d'un terrain un réseau formé de premières tranchées drainantes de surface et de secondes tranchées drainantes de surface croisant les premières tranchées, les secondes tranchées étant orientées dans le sens de la pente du terrain et étant nettement plus profondes que les premières tranchées, de manière à être pourvues dans leur fond de drains qui se trouvent endessous du niveau du fond des premières tranchées, les drains communiquant avec un collecteur sur le c8té du terrain, et l'ensemble des tranchées étant remplies de matériau filtrant. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue en plan illustrant un réseau de tranchées de drainage selon l'invention dans un terrain de sport, la Fig. 2 est une vue schématique du sous-sol au point de croisement de deux tranchées drainantes, la Fig. 3 est une vue schématique d'une machine selon l'invention, et de son fonctionnement, la Fig. 4 est une vue schématique partielle, en coupe, selon la ligne IV-IV de la Fig. 3. Le terrain illustré à la Fig. 1 est un terrain de football. La flèche F sur le côté indique une pente transversale. Les lignes longitudinales et transversales en traits fins représentent un réseau de tranchées drainantes de surface longitudinales 1 et de tranchées drainantes de surface transversales 2. Les tranchées longitudinales 1 ont une profondeur qui correspond sensiblement à celle de la terre végétale 3, comme le montre la Fig. 2. Elles ont une largeur d'environ 7 cm, et leur écartement varie entre 0,60 m et 1,20 m, environ, selon la zone du terrain. A la Fig. 1, les tranchées sont plus espacées au centre, là o le piétinement est le plus important, et plus distantes sur les ailes. Les tranchées transversales 2 ont la même largeur que les tranchées 1, mais elles ont une profondeur nettement plus grande, comprise généralement entre 30 et 40 cm, de sorte que leur fond est nettement au- dessous du niveau de la plateforme 4. Comme le montre la Fig. 2, sur le fond des tranchées 2, sont posés des drains 5 qui communiquent avec un collecteur 6 sur le côté du terrain. Les tranchées 2 sont régulièrement écartées selon un pas qui est généralement compris entre 6 et a, environ. Bien entendu, les tranchées 2 comportant les drains 5 sont toujours orientés selon la pente du terrain. Si celle-ci est longitudinale, le réseau sera donc inversé par rapport à celui de la Fig. 1. -6- Les tranchées 1 et 2 sont remplies de matériau filtrant 7, généralement du gravier, jusqu'au niveau supérieur de la terre végétale. Tout le terrain, tranchées comprises, est ensuite recouvert, de préférence, d'une couche de sable 8, dont l'épaisseur est généralement comprise entre 2 et 8 cm, environ. Au sable formant cette couche, peuvent être associées des fibres végétales ou synthétiques emmêlées, de manière à former un mélange homogène. Une telle couche superficielle apporte de la souplesse au terrain et, en cas de terrain gazonné, elle améliore sensiblement l'ancrage des racines dans le sol et, par conséquent, la résistance à l'arrachement du gazon. Le principe de fonctionnement du réseau de drainage obtenu par le procédé de l'invention est le même que celui du réseau formé de tranchées drainantes de surface et de tranchées de base décrit précédemment. Cependant, il présente des avantages importants en ce que les tranchées 2 assurent en même temps la fonction de tranchée drainante de surface et celle de tranchée de base, et en ce que le recoupement entre les tranchées 1 et les tranchées 2 se fait sur toute la hauteur des tranchées 1, assurant donc une communication parfaite entre elles. A noter de plus qu'il faut beaucoup moins de gravier pour remplir les tranchées 2 que les tranchées de base mentionnées précédemment du fait de la largeur nettement plus importante de ces dernières. Par ailleurs, le procédé de drainage selon l'invention est d'une mise en oeuvre beaucoup plus aisée. Dans la technique énoncée précédemment, la formation des tranchées de base et la pose des drains a lieu juste après le nivelage de la plateforme, c'est-à-dire avant la remise en place, l'amendement et le nivelage de la terre végétale, si bien que pour ces opérations, il faut prendre soin de ne pas endommager les tranchées, et de ne pas écraser les drains. En pratique, ces -7- précautions nécessaires interdisent généralement l'utilisation d'engins lourds, ce qui est un handicap. Le procédé de drainage selon l'invention apporte une solution à ce problème en ce que toutes les tranchées sont creusées une fois que le travail de gros-oeuvre concernant la remise en place, l'amendement et le nivelage de la terre végétale est terminé. En outre, dans le cadre d'une rénovation, le procédé de drainage 'selon l'invention peut être mis en oeuvre sans nécessiter une reprise de toute la surface du terrain s les tranchées 1 et 2 sont creusées avec récupération de la terre, pose de drains pour les tranchées 2, et remplissage de matériau filtrant 7. Elle sont recouvertes de sable puis reçoivent un semis de gazon. La période d'inutilisation du terrain qui résulte d'un tel travail n'est pas très longue; elle ne dépasse généralement pas l'intersaison. La machine représentée aux Figs. 3 et 4 est particulièrement adaptée à la mise en oeuvre du procédé de drainage selon l'invention. Elle est du type décrit dans la demande de brevet n 2 546 203 au nom du présent demandeur, déjà citée. Elle comporte un châssis 11 supportant une cuve 12 qui contient du matériau filtrant 7 destiné à s'écouler à travers une goulotte 13 dans une tranchée formée au fur et à mesure qu'un organe excavateur 14 soulève la terre. Le sens d'avancement de la machine est schématisé par une flèche f qui détermine donc également l'avant et l'arrière de la machine. La cuve 12 est telle que le matériau s'écoule par gravité dans la goulotte 13. Un volet horizontal permet de la fermer ou d'en régler le débit, alors qu'un volet vertical 16 sert à régler la hauteur de son ouverture en fonction de la profondeur de la tranchée. L'organe excavateur 14 tourne dans le sens inverse des -8- roues 17 de la machine. Il est constitué d'une roue sur la périphérie de laquelle est fixée une pluralité de couteaux ou de doigts. Comme le montre la Fig. 3, la roue excavatrice 14 extrait la terre vers l'avant et la projette verticalement vers un organe déflecteur 18. Ce dernier renvoie la terre vers le bas, mais sur le côté. A l'arrière de la roue 14 et devant la goulotte 13, un soc 19 sert à lisser la terre au fond de la tranchée. La machine est pourvue d'un tapis sans fin 20 pour assurer la récupération de la terre. Le tapis 20 est orienté longitudinalement selon une pente ascendante de l'avant vers l'arrière. De préférence, sa longueur est telle qu'il dépasse nettement à l'arrière de la machine, afin de faciliter l'utilisation de moyens annexes quelconques pour l'évacuation de la terre hors du site o travaille la machine. Dans une autre formé de réalisation, le tapis peut être orienté vers l'avant, de manière à passer sur le côté de l'unité motrice et à venir à l'aplomb- d'une benne prévue à l'avant de celle- ci. L'entraînement du tapis 20 peut être assuré à partir d'une prise de force de l'unité motrice, généralement un tracteur, de même que celui de la roue excavatrice 14. Dans une autre forme de réalisation, le tapis 20 est entraîné à partir du système hydraulique de l'unité motrice, auquel cas il fonctionne indépendamment de la roue excavatrice 14. Les roues 17 de la machine de la Fig. 3 sont au nombre de 4 et elles comportent chacune un dispositif de terrage. Dans une autre forme de réalisation, la machine ne comporte que des roues arrière et l'avant est porté par l'unité motrice. Entre chaque roue et le châssis 11, est alors prévu un vérin à double effet permettant le réglage du terrage et le relevage de la -9- roue excavatrice. Cette machine présente l'avantage d'être manoeuvrable par une unité motrice relativement peu important, comparé à la machine à quatre roues qui doit être levée à chaque changement de direction. Selon l'invention, le tapis 20 est amovible, ou bien déplaçable à partir de sa position d'utilisation, de manière à permettre le creusement de tranchée sans récupération de la terre. Celle-ci est alors projetée sur le c8té de la tranchée par le déflecteur 18, sous la forme d'un andain A. Une lame niveleuse 21, réglable en hauteur au moyen d'un vérin, a pour fonction d'éliminer l'andain A. Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine comporte des moyens permettant la pose d'un drain 22 au fond d'une tranchée à mesure que celle- ci est creusée par la roue excavatrice 14. Ces moyens comprennent un dévidoir de drain 23, de préférence porté dans la partie supérieure avant de la machine. A partir du dévidoir 23, le drain 22 est guidé sous la paroi avant de la cuve 12, et dans un puits 24 entre la goulotte 13 et le soc 19, d'o il sort vers l'arrière en passant sous la goulotte 13. A cet effet, la base de celle-ci est décalé vers le haut par rapport à la base du soc 19 d'une hauteur légèrement supérieure au diamètre du drain 22. En pratique, la goulotte 13, le soc 19 et le puits 24 forment un ensemble délimité par deux parois latérales et 26, Fig. 4, et sensiblement de même largeur que la tranchée creusée. Ledit ensemble coopère avec la lame niveleuse 21 en interdisant à la terre dégagée vers l'intérieur par celleci de retomber dans la tranchée. Pour la rénovation de terrain, la fonction récupération de la terre au moyen du tapis 20 sera bien- sûr utilisée. Elle sera également utilisée, de préférence, -10- pour la réalisation des tranchées recevant les drains si, du fait que leur profondeur est plus grande que celle de la terre végétale, la terre extraite contient une proportion importante de matière inorganique. Par contre, pour les autres tranchées, le nivelage de la terre sur place allège encore la mise en oeuvre du procédé de l'invention. -11- REVENDICATIONS 1) Procédé de drainage entrant dans la construction ou la rénovation de terrains stabilisés, de terrains gazonnés et notamment de terrains de sport (football, rugby, hockey, golf, pistes équestres, etc.), caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser sur toute la surface du terrain un réseau de premières tranchées drainantes de surface (1) et de secondes tranchées drainantes de surface (2) croisant les premières tranchées, les secondes tranchées (2) étant orientées dans le sens de la pente du terrain et étant nettement plus profondes que les premières tranchées (1), de manière à être pourvues dans leur fond de drains (5) qui se trouvent en-dessous du niveau du fond des premières tranchées (1), les drains communiquant avec un collecteur (6) sur le c8té du terrain, et l'ensemble des tranchées (1, 2) étant remplies de matériau filtrant. 2) Procédé de drainage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tranchées (1, 2) ont une Àasme largeur de 7 cm, environ. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans la construction d'un terrain gazonné, il est mis en oeuvre après amendement et nivelage de la terre végétale. 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins le creusement des tranchées (2) est réalisé en récupérant la terre extraite. ) Procédé selon l'une des revendications 1 & 3, caractérisé en ce qu'au moins le creusement des tranchées (1) est réalisé en rejetant et en nivelant la terre extraite sur le c8té de la tranchée. 6) Procédé de drainage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, la phase de recouvrir l'ensemble du terrain -12- d'une couche de matériau drainant à base de sable. 7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit matériau drainant est formé en mélangeant de façon homogène le sable avec des fibres végétales ou synthétiques emmêlées. 8) Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il est donné à ladite couche superficielle une épaisseur comprise entre 2 et 8 cm, environ. 9) Machine permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 5, du type comportant essentiellement un châssis (11) sur lequel est monté une roue excavatrice (14), un tapis sans fin (20) pour récupérer la terre extraite par la roue excavatrice, et une cuve (12) contenant un matériau de remplissage (7) destiné à être déversé dans la tranchée au fur et à mesure de sa formation, la roue (14) tournant de manière à soulever la terre vers l'avant, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, des moyens pour déposer un drain (22) au fond d'une tranchée au fur et à mesure que celleci est creusée et avant qu'elle soit remplie de matériau filtrant (7). ) Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits moyen pour déposer un drain comprennent un dévidoir (23) porté à l'avant de la machine, un moyen de guidage du drain sous la cuve (12) et un puits (24) à partir duquel le drain sort vers l'arrière dans la tranchée, devant le moyen de déversement du produit filtrant (7), la base de la paroi arrière du puits (24) étant décalé vers le haut par rapport au fond de la tranchée d'une hauteur légèrement supérieure à celle du drain (22), de manière à appliquer le drain (22) au fond de la tranchée. 11) Machine selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le tapis sans fin (20) est amovible -13- ou déplaçable à partir de sa position d'utilisation, de manière à permettre le rejet de la terre, au moyen d'un organe déflecteur (18), sur le c8té de la tranchée creusée. i 12) Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte une lame niveleuse (21) pour éliminer l'andain (A) formé sur le c8té de la tranchée quand le tapis (20) n'est pas utilisé.