Brevet FR2636424A1 — publié le 19900316

La présente invention est relative au domaine des bornes, balises, jalons et autres repères qui doivent être assujettis au sol à demeure, c'est-à-dire si possible de façon inviolable, et concerne plus particulièrement un piquet pour leur fixation au sol et un procédé pour sa mise en oeuvre. I1 est maintenant bien connu d'utiliser des bornes ou autres repères pourvus d'un trou axial présentant une réduction de section ou un logement cylindrique ou conique ou cylindro-conique, destiné à coopérer avec la tête d'un piquet traversant ce trou, fiché dans le sol à l'endroit désiré, et maintenant positivement la borne ou le repère en place. Ainsi, dans le brevet FR 2 088 895, une borne présente un trou axial à entrée conique , et le piquet pour son assujettissement au sol, tubulaire, est évasé en place, pour former une tête de rétention au moyen d'un outil ou mandrin de percussion pour épouser une forme complémentaire du logement conique de la borne et assurer ainsi son immobilisation définitive. D'autres bornes, comme par exemple dans le brevet FR 2 244 159 présentent une entrée cylindrique de plus grand diamètre que le trou axial proprement dit, définissant un épaulement plan sur lequel vient en butée une bague ou collerette que présente à l'origine la tête du piquet de fixation. Les piquets de fixation sont en général tubulaires et équipés, à l'intérieur du tube, d'un dispositif d'ancrage dans le sol pour s'opposer à leur arrachement, et qui est mis en oeuvre une fois le piquet fiché dans le sol dans sa position définitive, comme c'est le cas dans les deux documents évoqués. Les dispositifs à bague à la tête du piquet, venue d'usinage ou rapportée par soudage présententl'avantage d'assurer un meilleur centrage de la borne ou repère à mettre en place, mais ceux-ci sont d'un coût prohibitif. Les dispositifs à tube dont la tête se forme par évasement pendant l'opération de fonçage par martèlement avec l'outil adéquat ne présentent pas cet inconvénient, mais le positionnement correct de la borne peut être, théoriquement au moins, moins rigoureux, aussi peut-il sembler judicieux d'adopter des piquets à bagues ou collerettes assurant le centrage et le bon positionnement de la borne par rapport au point à repérer. Dans certains sols, il arrive cependant très fréquemment que le piquet, lorsqu'il est déjà partiellement fiché en terre, heurte un obstacle, caillou ou rocher par exemple, s'opposant à la poursuite de son enfon cement, la tête à évasement conique ou la collerette ne pouvant alors pas fixer positivement la borne ou le repère. L'opérateur, dans le cas du piquet à évasement conique1 sectionne alors la partie du piquet tubulaire qui dépasse de la tête de la borne avant de procéder par martèlement du mandrin à un nouvel évasement conique qui maintiendra positivement la borne en place, et de mettre ensuite en oeuvre le dispositif d'ancrage. Dans le cas du dispositif à bague ou collerette venue par usinage ou rapportée par soudage sur le piquet, cette opération n'est pas possible. L'opérateur doit alors, avec les difficultés que cela peut représenter, extraire le piquet et sectionner ensuite sur la longueur necessaire la partie terminale, celle qui devrait être au sol, ce qui, lorsque le piquet est remis en place, ne saurait garantir le positionnement correct de la borne, et, le dispositif d'ancrage étant par là même au moins partiellement détruit ou mis hors de fonction, l'inviolabilité de la borne est alors plus qu'aléatoire. Ces inconvénients ont pu être levés par l'invention décrite dans la demande FR 2 610 957 où la tête de borne comporte un trou central présentant une partie conique constituant un véritable épaulement pour l'appui d'une rondelle montée à frottement dur sur un piquet tubulaire. La rondelle, en fin d'ancrage, est rivetée sur l'épaulement par évasement de la partie supérieure libre du piquet tubulaire. Si cette technique marque un très net progrès par rapport à l'art antérieurement connu, il peut cependant se poser sur la longue durée des problèmes sur des sols naturellement instables ou momentanément devenus instables, ou par rétraction de l'ancrage du piquet. C'est le cas notamment pour des sols subissant des cycles de gel et dégel ou pour des terrains qui ont été travaillés et ne se sont pas définitivement stabilisés avant la pose des bornes, ou sont ultérieurement déstabilisés pour toute autre cause, par exemple tassements dus à des travaux, vibrations produites par des engins, etc... Dans ces situations, malgré les dispositifs d'ancrage connus, le piquet de fixation a tendance à être repoussé- vers le haut par rapport à la tête de borne et peut finir par dépasser la surface supérieure de celle-ci.En effet, selon les techniques connues, le piquet lors de la fixation de la borne ntintervient sur celle-ci dans le sens vertical que du haut vers le bas, et la borne n'est fixée dans l'autre sens que par la force de réaction du sol. Si celui-ci est déstabilisé, la borne restant appuyée sur le sol, le piquet coulisse vers le haut dans le trou central de la tête. Certains constructeurs ont cherché à résoudre ce problème en disposant sur le sol, préalablement à la pose de la borne, un disque percé au centre et fendu radialement et qui enserre élastiquement le piquet tubulaire. La tête de la borne, après fixation habítuelle, est donc positivement, ou preaque,solidaire du piquet et en principe, il ne peut plus donc y avoir mouvement relatif de coulissement entre eux. Hormis son prix quasiment dissuasif et le fait qu'il s'agit d'une pièce supplémentaire, l'utilisation d'un tel disque fendu présente d'autres inconvénients dans la mise en oeuvre du procédé de fixation de la borne. Après repèrage du point de pose de la borne, il faut poser le disque sur le sol en le positionnant correctement, puis poser dessus la tête da la borne et introduire ensuite le piquet dans la tête de la borne avant le fonçage du piquet.Or, l'expérience montre que le géomètre distrait oublie souvent de poser la tête de borne sur le disque avant d'introduire le piquet : il ante le piquet dans le disque mais la tête de borne ne peut plus alors être rapportée sur le piquet, il faut donc arracher le piquet, ce à quoi les moyens d'ancrage s'opposent, avec le disque élastique qui ne peut plus être désolidarisé du piquet, d'où perte de matériel considérable, piquet et disque non réutilisables, et sol plus ou moins détérioré pour la nouvelle opération de pose de la borne. Il arrive également que le géomètre oublie de poser le disque élastique avant de poser la tête de borne sur le sol et d'enfoncer le piquet, et il n'est pas possible de revenir à l'état antérieur sans arrachage du piquet. Ce sont ces inconvénients qui viennent d'être évoqués succinctement que la présente invention vise à éliminer. Ses caractéristiques et avantages apparaitront à la lumière de la description qui suit, et pour l'intelligence de laquelle on se référera aux dessins1 dont - la figure 1 montre en vue partielle en coupe axiale un ensemble de tête de borne et de piquet pendant l'opération de fixation au sol, juste avant sa phase définitive, - la figure 2, selon le même mode de représentation, illustre la phase définitive de la fixation, - les figures 3 et 3a, 4 et 4a, 5 et 5a illustrent respectivement trois variantes d'exécution et de mise en oeuvre de l'invention. La tête de borne 1 figurée aux dessins s'apparente par sa forme à celle qui est décrite dans le brevet FR 2 088 895 déjà mentionné plus haut. Elle présente un trou axial 2 débouchant vers le haut et vers le bas et de diamètre minimal suffisant pour l'introduction aisée d'un piquet d'ancrage 4. Ce trou axial 2 est, dans sa partie supérieure au moins 3, de forme tronconique, le plus grand diamètre se -trouvant à la face supérieure de la tête 1. Aux dessins, sans que cela soit une nécessité, le trou axial 2 se termine avantageusement vers le bas par une partie cylindrique, ce qui permet de ne pas faire appel à un diamètre supérieur par trop grand.Comme on le comprendra par la suite, en vue de l'effica- cité de la fixation, l'angle au sommet de la partie tronconique restera avantageusement relativement faible. Le piquet d'ancrage 4 de la tête de borne 1 s'apparente à celui qui est décrit dans la demande de brevet FR 2 610 957 déjà évoquée. Sa pointe, qui est étrangère à l'invention, et n'est pas représentée, peut être de toute configuration connue et munie de moyens d'ancrage qui seront chassés dans le sol selon la technique usuelle. Pour le reste, il est de structure tubulaire avec, ou non, une forme préévasée conique 5 à son extrémité supérieure ou tête, comme aux figures 1 et 5. En partie supérieure, le piquet 4 présente une couronne 6 destinée à venir coopérer avec la paroi de la partie tronconique 3 du trou axial 2 de la tête de borne 1, comme il sera exposé plus loin. Aux figures 1 et 2, cette couronne 6 se présente sous la forme d'une rondelle montée à frottement dur sur la partie tubulaire du piquet 4 et sur laquelle il sera revenu plus loin. Aux figures 3 et 3a, cette couronne 6, également sous forme de rondelle, est rapportée sur le piquet 4 par soudage à son bord supérieur intérieur. Aux figures 4 et 4a, la couronne 6 est venue d'une pièce avec la partie tubulaire du piquet 4, par exemple par façonnage par matriçage en atelier pour former une collerette. Il en va de même aux figures 5 et 5a, où cependant est prévue, à l'extrémité du piquet 4, une partie préévasée conique 5. Cependant, afin de retrouver les avantages de l'invention décrite dans la demande FR 2 610 957, notamment le raccourcissement du piquet 4 en place, la couronne 6 sera de préférence, comme aux figures 1 et 2, une bague ou rondelle rapportée sur le piquet 4 et montée sur lui à frottement dur, c'est-à-dire qu'elle reste fixe par rapport au piquet 4 tant qu'une sollicitation suffisante n'est pas exercée sur elle, et peut donc être déplacée le long du piquet 4 au moyen d'un marteau ou autre outil. L'assujettissement de la rondelle 6 sur le tube du piquet 4 peut se faire de toute manière appropriée, par exemple par ressorts ou méplats, ou de préférence, comme représenté en coupe à la figure 1 par un ou plusieurs ergots de frottement 7 qu'elle peut présenter à son intérieur. Quelle que soit la solution retenue, il est essentiel que le diamètre extérieur de la couronne 6 qui se présente, en section radiale, au moins approximativement sous forme rectangulaire, soit intermédiaire entre le plus petit et le plus grand diamètre de la partie tronconique 3 du trou axial 2 de la tête de borne 1. Pour la fixation au sol d'une tête de borne 1, on pose d'abord celle-ci à l'endroit désiré. Le piquet 4 est muni de sa rondelle 6, ou bien il s'agit d'un piquet 4 préfaçonné avec sa collerette, comme évoqué plus haut, et il est introduit dans le trou axial 2, et ensuite enfoncé dans le sol par martèlement, comme il est usuel,éventuellement par l'intermédiaire d'un mandrin de percussion 8, jusqu'à ce que les bords de la rondelle ou collerette 6 entrent en contact avec la paroi tronconique 3 du trou axial 2, c'est-à-dire approximativement dans la position illustrée aux figures 1, 3, 4 et 5. Jusqu'ici, tout s'est donc pratiquement passé pour la fixation conformément à l'état de la technique connu, hormis le fait que la rondelle ou collerette 6 restée sensiblement perpendiculaire à l'axe du piquet 4 ne repose ni sur aucun épaulement plan, ni sur un quasi-épaulement conique à grand angle au sommet, comme il est décrit dans la demande de brevet FR 2 610 957. Selon l'invention, le procédé de fixation comporte une phase suivante avant de procéder éventuellement au chassage usuel des éléments d'ancrage du piquet 4. Ayant senti le contact positif de la rondelle ou collerette 6 sur la paroi de la partie tronconique 3 du trou axial 2 de la tête de borne 1, l'opérateur frappe encore quelques coups, comme illustré par la flèche aux figures 2; 3a, 4a et 5a, sur le mandrin de percussion 8. Ces derniers coups de martèlement ont pour effet de faire mordre positivement le bord inférieur extérieur de la rondelle ou collerette 6 dans la paroi de la partie tronconique 3 du trou 2, les duretés relatives (acier et béton ou mieux béton de résine) étant très différentes, et le tube du piquet 4 continuant à effectuer une légère course vers le bas jusqu'approximativement au moment où la rondelle ou collerette 6 aura basculé par déformation, c'est-à-dire jusqu'au point où la diagonale de la section radiale du bord de la rondelle ou collerette 6 arrivera en position extrême horizontale.Cette diagonale étant par définition plus longue que le grand caté de la section rectangulaire, on arrive à une pénétration effective du bord extérieur inférieur de cette rondelle ou collerette 6 dans la matière de la tête de borne 1, d'où une solidarisation effective de cette tête 1 avec le piquet 4 et ceci, dans les deux sens axiaux, c'est-à-dire tant vers le haut que vers le bas. Lorsque, comme représenté aux figures 1 et 2, le piquet 4 est muni d'une rondelle 6 à frottement dur pendant cette opération finale, les bords intérieurs supérieurs de cette rondelle mordent également dans la matière de la partie tubulaire du piquet 4, ce qui accroit encore le degré de solidarisation de la tête de borne 1 et du piquet 4. A cet effet, on choisira avantageusement pour la rondelle 6 un matériau plus.dur que pour le tube du piquet 4. De la description qui précède, on voit que tout en conservant les avantages de la technique exposée dans la demande FR 2 610 957, à savoir la possibilité de couper le piquet en place en cas d'obstacle, on obtient une solidarisation positive dans les deux sens et stable dans la durée entre la tête de borne 1 et le piquet 4. REVENDICATIONS 1.- Ensemble constitué par une tête de borne (1) et un piquet (4) pour son ancrage dans le sol, la tête de borne (1) étant pourvue d'un trou axial (2) présentant une diminution de section entre le haut et le bas, et le piquet (4) comportant une partie supérieure tubulaire pourvue de moyens (6) susceptibles de venir en appui contre une partie (3) de la paroi du trou axial (2) pour fixer la tête de borne (1) sur le sol lors de l'enfoncement du piquet (43,caractérisé par le fait que le trou axial (2) présente au moins une partie tronconique (3) de sommet tourné vers le bas et d'angle au sommet relativement faible, destinée à coopérer avec les moyens (6),et que les moyens (6) sont constitués par une couronne de diamètre extérieur intermédiaire entre le plus petit et le plus grand diamètres de la partie tronconique (3), et dont le bord extérieur vient, sous l'action d'un martèlement sur le piquet (4), par déformation en basculement, mordre dans la matière de la paroi de la partie tronconique (3) du trou axial (2) de la tête de borne (1). 2.- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens (6) sont constitués par une couronne ou collerette (6) venue d'une pièce avec la partie tubulaire du piquet (4) par façonnage de son extrémité superieure. 3.- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens (6) sont constitués par une rondelle ou bague (6) rapportée sur la partie tubulaire du piquet (4). 4.- Ensemble selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la rondelle (6) est assujettie au piquet (4) par soudage. 5.- Ensemble selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la soudure est localisée sur le bord supérieur intérieur de la rondelle (6). 6.- Ensemble selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la rondelle (6) est montée mobile à frottement dur sur la partie tubulaire du piquet (4). 7.- Ensemble selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la rondelle (6) est constituée d'un matériau plus dur que celui de la partie tubulaire du piquet (4). 8.- Procédé pour la fixation au sol d'un ensemble -de tête de borne (1) et de piquet (4) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il consiste à poser la tête de borne (19 sur le sol à ltendroit désiré, introduire le piquet (4) dans le trou axial (2) de la tête (I), enfoncer le piquet (4) dans le sol par martèlement jusqu'à ce que le bord inférieur extérieur de la couronne (6) vienne en contact avec la paroi de la partie tronconique (3) du trou axial (2), à donner quelques coups de martèlement supplémentaires jusqu'à ce que, par déformation par basculement, le bord inférieur extérieur morde positivement dans la paroi de la partie tronconique (3) du trou axial (2) de la tête de borne (1).