Brevet FR2647480A1 — publié le 19901130

L'invention concerne un élément préfabriqué utilisable, notamment pour la réalisation du parement amont d'un barrage, par exemple d'un barrage en béton compact& au rouleau. Elle se rapporte encore à un procédé de construction d'un barrage du type précité en faisant appel à l'élément préfabriqué pour la réalisation du parement. Les barrages en béton compacté au rouleau comportent généralement un parement amont réalisé en béton coffré conventionnel et solidaire, par une exécution simultanée en branches de sapin, d'un corps de barrage exécuté suivant la technique du béton compacté au rouleau par couches, par exemple d'environ 30 cm d'épaisseur. Pour assurer une étanchéité correcte, le parement amont du barrage ainsi réalisé doit avoir une épaisseur importante, par exemple de l'ordre de 1, 5 m en moyenne. Il en résulte des durées de construction importantes se traduisant par des coûts élevés de réalisation pour une étanchéité dont l'efficacité a tendance à diminuer dans le temps par suite d'une dégradation du parement sous l'influence des agressions permanentes causées par l'eau avec laquelle ledit parement est en contact et des variations thermiques. L'invention propose un élément préfabriqué et préétanché qui est utilisable notamment pour la réalisation du parement amont d'un barrage, par exemple d'un barrage en béton compacté au rouleau, dans des conditions permettant une exécution rapide et assurant une étanchéité complète et réelle de l'ouvrage. L'élément préfabriqué et préétanché selon l'invention se caractérise en ce qu'il se présente sous la 3O forme d'un bloc prismatique en béton armé dont la section transversale a sensiblement la forme d'un trapèze et en ce que les faces latérales adjacentes du bloc contenant l'un des côtés obliques et la grande base du trapèze section sont revêtues d'une feuille d'étanchéité bitumée armée adhérant auxdites faces, tandis que la face du bloc contenant la petite base du trapèze section et au moins l'une des faces d'extrémité dudit bloc sont enduites chacune d'un mastic d'étanchéité activable par la chaleur. Avantageusement la face du bloc contenant l'une des bases du trapèze section est pourvue d'au moins deux crochets de fixation d'élingues faisant saillie sensiblement perpendiculairement sur ladite face, tandis que la face du bloc contenant l'autre base du trapèze section comporte un nombre de réservations égal au nombre desdits crochets, lesdites réservations étant agencées pour recevoir chacune un crochet d'un blot adjacent inférieur lorsque deux blocs sont superposés face de l'un contenant les réservations sur face de l'autre contenant les crochets de telle sorte que les faces latérales desdits blocs exemptes de revêtement d'étanchéité soient coplanaires. De préférence, dans cette forme de réalisation chaque bloc comporte deux crochets sur une face contenant l'une des bases du trapèze section et deux réservations sur la face contenant l'autre base du trapèze' section, l'axe de chaque crochet étant distant du plan médian transverse du bloc d'une distance égale au quart de la longueur du bloc et étant confondu avec l'axe d'une réservation. Avantageusemert la portion de la face du bloc portant les réservations, qui est adjacente à la face latérale du bloc exempte de revêtement d'étanchéité, ne comporte pas de revêtement par la feuille d'étanchéité bitumée armée sur une largeur comprise entre la distance des réservations à ladite face latérale du bloc et une distance correspondant à la largeur de la face du bloc portant les crochets. Selon une forme de réalisation, le bloc est tronqué longitudinalement du côté de l'angle aigu de sa section trapézoidale recevant la feuille d'étanchéité bitumée armée, la face formant troncature étant substan- tiellement parallèle au plan contenant les axes des crochets. Dans une variante de cette forme de réalisation, la face du bloc contenant la grande base du trapèze section et la face formant troncature sont reliées par une face formant chanfrein. 2647480. Dans la forme de réalisation précitée ou dans sa variante, la feuille d'étanchéité bitumée et armée revêt non seulement les faces latérales du bloc contenant le côté oblique précité et la grande base du trapèze section,'mais également la face formant troncature et la face formant chanfrein. La feuille d'étanchéité bitumée armée, qui revêt comme indiqué plus haut une partie de la surface latérale du bloc, est constituée d'une armature, en particulier armature minérale ou organique telle qu'une armature en tissu ou voile de verre ou de polyester, dont chacune des faces est enduite d'une couche d'un matériau bitumineux constitué d'un bitume, d'un polymère, par exemple un copolymère bloc de styrène et d'un diène conjugué tel que butadiène ou isoprène, et éventuellement d'une charge et/ou d'un ou plusieurs additifs, la surface de l'une des couches de matériau bitumineux, qui constitue la surface apparente de la feuille, étant revêtue d'une autoprotection en granulés d'un matériau minéral tel qu'une céramique. Le mastic d'étanchéité activable par la chaleur, qui est présent sur la face du bloc contenant la petite base du trapèze section et au moins sur l'une des faces d'extrémité dudit bloc, est plus spécialement un mastic bitumineux à grande capacité d'allongement destiné au garnissage de joints entre parois en béton. Un tel mastic est notamment à base d'un mélange de bitume et d'un polymère élastomérique, par exemple un copolymère de styrène et d'un diène conjugué tel que butadiène ou isoprène, ledit mélange renfermant éventuellement des charges et/ou des additifs divers destinés à améliorer ses caractéristiques. Avantageusement, un vernis d'imprégnation, notassent à base d'un mélange de bitume et d'un polymère élastomérique, par exemple copolymère de styrène et d'un diène conjugué tel que butadiène ou isoprène, et comportant des agents adhésifs, est appliqué entre les faces du bloc recevant la feuille d'étanchéité bitumée armée et ladite feuille pour assurer une meilleure adhérence de cette feuille auxdites faces du bloc. Les blocs de béton armé peuvent être réalisés par toute technique de coffrage connue dans l'art à cet effet. Le revêtement des blocs par la feuille d'étanchéité bitumée armée et par le mastic d'étanchéité pour constituer les éléments préétanchés selon l'invention peut être effectué directement après la fabrication des blocs en béton armé par coffrage ou encore sur le site de construction du barrage. La feuille d'étanchéité est soudée en adhérence totale sur les faces des blocs devant la recevoir, après application éventuelle d'un vernis d'imprégnation bitumineux sur lesdites faces, l'opération de soudage étant effectuée en faisant appel à tout dispositif approprié de soudage et par exemple à un chalumeau à propane. Lorsque plusieurs lés sont nécessaires pour constituer l'étanchéité bitumée armée revêtant les blocs, les lés sont raccordés avec un recou- vrement suffisant, par exemple environ 10 cm, du bord d'un lé par le lé adjacent. De même le mastic d'étanchéité, qui se présente généralement en feuille, est soudé sur les faces du bloc devant le recevoir en utilisant tout dispositif approprié tel qu'un chalumeau à propane. Lorsqu'il est utilisé, le vernis d'imprégnation est appliqué au pistolet, au rouleau ou à la brosse sur les faces des blocs devant recevoir la feuille d'étanchéité bitumée armée. L'invention concerne également un procédé pour la construction d'un barrage comportant un parement amont accolé, par une liaison en branches de sapin, à un corps de barrage, notamment en béton compacté au rouleau, ce procédé étant du type dans lequel on construit le parement et exécute, en simultanéité, le corps du barrage en opérant de manière à réaliser une liaison en branches de sapin entre parement et corps de barrage, et se caractérisant en ce que l'on réalise le parement à l'aide d'éléments préfabriqués et préétanchés selon l'invention, lesdits éléments étant pourvus de crochets et de réservations associées, en constituant des rangées d'éléments superposées l'une sur la précédente en opérant de telle sorte que chaque élément en cours de pose dans une rangée en cours de réalisation présente sa face pourvue de crochets dirigée vers le haut et vienne reposer par sa face munie de réservations sur la rargée d'éléments adjacente inférieure de manière à ce que ledit élément soit en contact par sa face d'extrémité exempte de mastic avec la face d'extrémité, enduite de mastic, de l'élément adjacent, précédemment posé, de la rangée en cours de réalisation et à ce que ses réservations viennent coiffer les crochets correspondants des éléments de la rangée adjacente inférieure, ce qui amène la face latérale de l'élément en cours de pose, qui est complètement exempte de revêtement d'étanchéité, à être coplanaire avec les faces correspondantes des éléments déjà posés, l'élément en cours de pose étant mis en place après avoir activé par chauffage le mastic revêtant les faces des éléments déjà posés avec lesquelles l'élément en cours de pose vient en contact. Selon un mode préféré de réalisation du barrage, on utilise ceux des éléments selon l'invention, qui comportent deux crochets et deux réservations associées disposés de telle sorte que l'axe de chaque crochet soit sensiblement confondu avec l'axe d'une réservation et se trouve à une distance du plan médian transverse de l'élément sensiblement égale au quart de la longueur de l'élément, et l'on dispose lesdits éléments dans les rangées superposées de manière à ce que les éléments d'une rangée quelconque soient places en quinconce par rapport aux éléments des rangées qui lui sont adjacentes. Le corps du barrage est exécuté, de préférence, suivant la technique du béton compacté au rouleau par couches ayant un épaisseur appropriée, par exemple environ 30 cm. Pour les barrages réalisés par le procédé selon l'invention et comportant une galerie périmétrale, cette dernière peut être construite à l'abri d'un batardeau constitué à l'aide d'éléments selon l'invention posés comme indiqu4 pour la réalisation du parement, sous réserve que lesdits éléments prennent appui sur un horizon étanche. D'autres caractéristiques et avantages apparat- tront à la lecture de la description ci-après d'une forme de réalisation de l'invention donnée, à titre non limitatif en référence aux dessins annexes sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un élément selon l'invention, la figure la représente une section transversale droite dudit élément et la figure lb est une section de l'élément par un plan passant par les axes des crochets et des réservations associées, et - les figures 2a et 2b représentent schématiquement, respectivement, une vue de face d'un parement en cours de réalisation et une vue transversale du barrage correspondant en cours de construction. En se référant aux figures 1, la et lb,l'élément 1 préfabriqué et préétanché selon l'invention se présente sous la forme d'un bloc prismatique en béton armé obtenu par coffrage et dont la section transversale a sensiblement la forme d'un trapèze rectangle comportant une petite base 2', une grande base 3', une hauteur 4', un côté oblique 5' partant de la petite base 2' en direction de la grande base 3' et relié à cette dernière par une troncature 6', parallèle à la hauteur 4', et un chanfrein 7'. Les faces 2, 3, 4, 5, 6 et 7 du bloc prismatique contenant respectivement la petite base 2', la grande base 3', la hauteur 4', le côté oblique 5', la troncature 6' et le chanfrein 7' du trapèze section, forment la surface latérale du bloc prismatique, ledit bloc présentant également deux faces d'extrémité 8 et 9. La face 2 du bloc prismatique contenant la petite base 2' du trapèze section est équipée de deux crochets 10 et 11 de fixation d'élingues pour le déplacement du bloc à l'aide d'une grue, lesdits crochets faisant saillie sensiblement perpendiculairement sur ladite face 2 et étant disposés chacun à une distance du plan médian transverse du bloc prismatique sensiblement égale au quart de la longueur du bloc, tandis que dans la face 3 du bloc prismatique contenant la grande base 3' du trapèze section sont ménagées deux réservations 12 et 13, qui ont chacune un axe coincidant sensiblement avec l'axe d'un crochet 10 ou 11 et sont agencées chacune pour recevoir un crochet 10 ou 11. Lorsque deux éléments 1 sont superposés face 3 de l'un reposant sur la face 2 de l'autre de telle sorte que leurs faces 4 soient coplanaires et que la face d'extrémité 8 de l'un des éléments soit coplanaire avec la face d'extrémité 8 ou le plan médian transverse de l'autre, chacune des réservations 12 et 13 de la face 3 du bloc supérieur est susceptible de coiffer l'un des crochets 10 et 11 de la face 2 du bloc inférieur. La surface prismatique continue constituée des faces 5, 6, 7 et de la portion de la face 3 allant du bord de la face 7 jusqu'à proximité des réservations 12 et 13 est revêtue d'une feuille 14 d'étanchéité bitumée armée appliquée en adhérence totale par soudage au chalumeau à propane sur ladite surface prismatique, après application sur cette dernière d'un vernis bitumineux à base d'un mélange de bitume, d'un copolymère bloc styrène/butadiène et d'agents adhésifs. La feuille d'étanchéité bitumée armée est constituée d'une armature en non tissé de polyester imprégnée et enduite sur chacune de ses faces d'un liant bitumineux à base d'un bitume, d'un copolymère bloc styrène/butadiène et éventuellement d'une charge et porte sur sa face libre une autoprotection consistant en granulés en une matière céramique. Si besoin est, on peut utiliser plusieurs lés pour former le revêtement d'étanchéité bitumé armé, le raccord entre deux lés adjacents étant exécuté avec recouvrement du bord d'un lé par environ 10 cm du lé adjacent. D'autre part la face 2 et la face d'extrémité 9 du bloc prismatique sont complètement revêtues d'un mastic bitumineux 15 conditionné en feuilles et appliqué sur lesdites faces 2 et 9 par soudage au chalumeau à propane, ledit mastic étant en particulier à base d'un mélange de bitume, d'un copolymère bloc styrène/butadiène et éventuellement d'une ou plusieurs charges. En particulier, la feuille d'étanchéité, le mastic bitumineux et le vernis d'imprégnation peuvent consister en les produits commercialises par la demanderesse sous les noms respectifs de PARAFOR SOLO PONTS (feuille d'étanchéité), ASFIX 319 (mastic bitumineux) et VERNIS PARAFOR (vernis d'imprégnation). En se référant aux figures 2a et 2b, on peut schématiser commue suit la mise en oeuvre de la construction d'un barrage, notamnent en béton compacté au rouleau, qui comporte la réalisation d'un parement amont vertical au moyen d'éléments préfabriqués et préétanchés similaires à l'élément décrit en référence aux figures 1, la et lb. Sur le site 21 choisi pour la construction du barrage, on exécute tout d'abord une - embase support 22 en béton armé. Sur l'embase ainsi réalisée, on construit le parement vertical 23 et exécute en simultanéité le corps 24 du barrage. Ledit parement 23 est réalisé en constituant des rangées d'éléments 1 superposées l'une sur l'autre, par exemple rangées 30, 40 et 50, dans lesquelles les éléments 1 sont posés en quinconce d'une rangée à l'autre. Pour permettre sa manipulation, chaque élément 1 en cours de pose est suspendu par ses crochets 10 et 11 à des élingues 25 reliées au cable 26 d'une grue 27. L'élément 1 en cours de pose dans la rangée 50 en cours de réalisation est amené, en manoeuvrant la grue 27, au-dessus de la position qu'il doit occuper dans ladite rangée. Pendant cette opération, on active par chauffage le mastic bitumineux revêtant d'une part la face d'extrémité 9 de l'élément 51 précédemment posé dans la rangée 50 et d'autre part les faces 2 des éléments consécutifs 41 et 42 de la rangée 40 inférieure adjacente à la rangée 50. En manoeuvrant la grue 27, l'élément 1 est amené à venir reposer sur les faces 2, enduites de mastic bitumineux activé par-chauffage, des éléments 41 et 42 de la rangée 4C de telle sorte que les réservations 12 et 13 de l'élément 1 coiffent respectivement le crochet 11 de l'élément 41 et le crochet 10 de l'élément 42, ce qui amène, d'autre part, la face 4 de l'élément 1 en cours de pose à être coplanaire avec les faces similaires des éléments 1 déjà posés et, d'autre part, la face 8 de l'élément 1 à être en contact avec la face 9, enduite de mastic bitumineux activé par chauffage, de l'élément 51 adjacent de la rangée 350. 50. On obtient ainsi une liaison étanche de l'élément 1 avec les éléments adjacents 41, 42 et 51. Le parement 23 est ainsi construit en posant les éléments 1 de proche en proche. En simultanéité à la réalisation des rangées d'éléments 1, on exécute le corps 24 du barrage, par exemple selon la technique du béton compacté au rouleau par couches 28 d'environ 30 cm d'épaisseur. Du fait de la section trapézoidale des éléments 1 et de leur disposition particulière dans le parement 23 comme représenté sur les figures 2a et 2b, cette exécution simultanée du corps 24 du barrage par couches conduit & une liaison en branches de sapin entre parement d'étanchéité et corps de barrage sans accrochage mécanique. Les réservations prévues en face 3 de l'élément 1 permettent un emboîtement avec les crochets des éléments inférieurs, ce qui' conduit à assurer un positionnenment précis et une stabilité provisoire de cet élément avant l'exécution des couches adjacentes de béton compacté au rouleau. La construction du parement du barrage en faisant appel aux éléments 1 selon l'invention permet de réaliser une étanchéité complète et réelle de l'ouvrage. Les matériaux d'étanchéité mis en oeuvre, de par leurs excellentes performances mécaniques, continueront à jouer leur rôle d'étanchéité quels que soient les mouvements ou les fissurations pouvant apparaître dans le corps du barrage. Le positionnement desdits matériaux d'étanchéité dans la structure même de l'ouvrage leur permettront de ne subir aucune agression chimique ou mécanique et donc de garantir le maintien de leurs performances dans le temps. Enfin la réalisation du parement à l'aide d'éléments préfabriqués et préétanchés sur l'aire de préfabrication permet de limiter le temps de réalisation sur le site de construction du barrage et donc de ne pas perturber l'avancement de la mise en oeuvre par couches du béton compacté au rouleau. Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit et représenté, mais elle englobe au contraire les diverses variantes que peut définir l'homme de l'art en restant dans le cadre de l'invention. il REVENDICATIONS 1 - Elément préfabriqué et préétanché, utilisable notamment pour la réalisation du parement amont d'un barrage, en particulier, en béton compacté au rouleau, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un bloc prismatique (1) en béton armé dont la section transversale a sensiblement la forme d'un trapèze et en ce que les faces adjacentes du bloc contenant l'un des côtés obliques (5') et la grande base (3') du trapèze -10 section sont revêtues d'une feuille (14) d'étanchéité bitumée armée adhérant auxdites faces, tandis que la face (2) du bloc contenant la petite base (2') du trapèze section et au moins l'une (9) des faces (8, 9) d'extrémité dudit bloc sont enduites chacune d'un -mastic d'étanchéité (15) activable par chauffage. 2 - Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face (2) du bloc contenant l'une (2') des bases du trapèze section est pourvue d'au moins deux crochets (10,11) de fixation d'élingues (25) faisant saillie sensiblement perpendiculairement sur ladite face (2), tandis que la face (3) du bloc contenant l'autre base (3') du trapèze section comporte un nombre de réservations (12,13) égal au nombre desdits crochets (10,11), lesdites réservations étant agencées pour recevoir chacune un crochet d'un bloc adjacent inférieur lorsque deux blocs sont superposes face (3) de l'un contenant les réservations sur face (2) de l'autre contenant les crochets de telle sorte que les faces latérales (4) desdits blocs exemptes de revêtement d'étanchéité soient coplanaires. 3 - Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bloc prismatique comporte deux crochets (10, 11) sur une face contenant l'une des bases du trapèze section et deux réservations (12,13) sur la face (3) contenant l'autre base du trapèze section, l'axe de chaque crochet étant distant du plan médian transverse du bloc d'une distance égale au quart de la longueur du bloc et étant confondu avec l'axe d'une réservation. 4 - Elément selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la portion de la face (3) du bloc portant les réservations (12,13), qui est adjacente à la face latérale (4) du bloc exempte de revêtement d'étanchéité, ne comporte pas de revêtement par la feuille d'étanchéité bitumée armée sur une largeur comprise entre la distance des réservations È ladite face latérale (4) du bloc et une distance correspondant à la largeur de la face (2) du bloc portant les crochets (10,11). - Elément selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le bloc prismatique est tronqué longitudinalement du côté de l'angle aigu de sa section trapézoidale recevant la feuille d'étanchéité bitumée armée, la face (6) formant troncature étant substantiellement parallèle au plan contenant les axes des crochets, la feuille d'étanchéité revêtant également la face formant troncature. 6 - Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que la face (3) du bloc contenant la grande base (3') du trapèze section et la face (6) formant troncature sont reliées par une face (7) formant chanfrein (7'), la feuille d'étanchéité revêtant également la face formant chanfrein. - Elément selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la feuille d'étanchéité bitumée armée est constituée d'une armature, en particulier tissu ou voile de verre ou de polyester, dont chacune des faces est enduite d'une couche d'un matériau bitumineux constitué d'un bitume, d'un polymère tel qu'un polymère de styrène et d'un diène conjugué comme - butadiène ou isoprène, et éventuellement d'une charge et/ou d'un ou plusieurs additifs, la surface apparente de ladite feuille étant pourvue d'une autoprotection d'un matériau minéral. 8 - Elément selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un vernis d'imprégnation, notam- ment à base d'un mélange de bitume et d'un polymère élastomérique tel qu'un copolymère de styrène et d'un diène conjugué comPne butadiène ou isoprène et comportant des agents adhésifs, est appliqué entre les faces du bloc prismatique recevant la feuille d'étanchéité bitumée armée et ladite feuille, pour assurer une meilleure adhérence de cette feuille auxdites faces du bloc. l0 9 - Elément selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le mastic d'étanchéité activable par la chaleur, qui est présent sur la face (2) du bloc contenant la petite base (2') du trapèze section et au moins sur l'une (9) des faces (8,9) d'extrémité dudit bloc, est un mastic bitumineux à grande capacité d'allongement pour garnissage de joints entre parois en béton, ledit mastic étant en particulier à base d'un mélange de bitume et d'un polymère élastomérique tel qu'un copolymère de styrène et d'un diène conjugué comme butadiène ou isoprène, et renfermant éventuellement des charges et/ou des additifs. - Procédé pour la construction d'un barrage comportant un parement (23) amont accolé, par une liaison en branches de sapin, à un- corps (24) de barrage, notamment en béton compacté au rouleau, ledit procédé étant du type dans lequel on construit le parement et exécute, en simultanéité, le corps du barrage, en opérant de manière à réaliser une liaison en branches de sapin entre parement et corps de barrage et se caractérisant en ce que l'on réalise le parement (23) à l'aide d'éléments préfabriqués et préétanchés similaires à l'élément pourvu de crochets (10,11) et de réservations (12,13) associées défini selon l'une des revendications 2-" 9 en constituant des rangées (30,40,50) d'éléments superposées l'une (40,50) sur la précédente (30,40), en opérant de telle sorte que chaque élément (1) en cours de pose dans une rangée (50) en cours de réalisation présente sa face (2) pourvue de crochets (10,11) dirigée vers le haut et vienne reposer par sa face (3) pourvue de réservations (12,13) sur la rangée (40) d'éléments adjacente inférieure de manière à ce que ledit élément (1) soit en contact par sa face (8) - d'extrémité, exempte de mastic,- avec la face (9) d'extrémité, enduite de mastic, de l'élément adjacent (51), précédemment posé, de la rangée (50) en cours de réalisatic et à ce que ses réservations (12,13) viennent coiffer les crochets correspondants des éléments (41,42) de la rangée (40) adjacente inférieure, ce qui amène la face latérale de l'élément en cours de pose, qui n'est pas pourvue de revêtement d'étanchéité, & être coplanaire avec les faces des élénents correspondants déjà posés, l'élément en cours de pose étant mis en place après avoir activé par chauffage le mastic revêtant les faces des éléments déjà posés avec lesquelles l'élément en cours de pose vient en contact. 11 - Procédé selon la revendication 10, caractérise en ce que l'en utilise des éléments ayant au moins les caractéristiques des éléments de la revendication 3 et en ce que l'on dispose lesdits éléments dans les rangées superposées de manière à ce que les éléments d'une rangée quelconque soient placés en quinconce par rapport aux éléments des rangées qui lui sont adjacentes. 12 - Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le corps (24) du barrage est exécuté suivant la technique du béton compacté au rouleau par couches (28) d'épaisseur appropriée, par exemple environ 30 cm. 13 - Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le barrage comporte une galerie périmétrale, cette dernière étant construite à l'abri d'un batardeau constitué à l'aide d'éléments selon l'une des revendications 2 3 9 posés d'une maniëre similaire à celle utilisée pour réaliser le parement (23), en prenant appui sur un horizon étanche.