Brevet FR2654759A1 — publié le 19910524

L'invention concerne un dispositif mobile de soutènement des parois verticales d'une tranchée, sur un chantier de travaux publics, permettant d'assurer la protection d'ouvriers travaillant à l'intérieur de la tranchée Sur les chantiers de travaux publics, dans le cas où du personnel doit intervenir à l'intérieur de tranchées pour réaliser des travaux de plus ou moins longue durée, il est nécessaire d'éviter des risques d'effondrement des parois latérales verticales. I1 est donc nécessaire de mettre en place des dispositifs de blindage ou de soutènement des parois de la tranchée, ces dispositifs de protection étant utilisés pendant des durées variables dépendant de l'impor- tance des travaux à effectuer dans la tranchée. La constitution et la mise en place de tels dispositifs provisoires nécessitent de disposer sur le chantier d'éléments adaptés à leur réalisation, ce qui pose certains problèmes dans la mesure où la largeur et la profondeur des tranchées à l'intérieur desquelles on effectue des travaux peuvent être extrêmement variables. En outre, ces tranchées peuvent traverser des réseaux constitués par exemple par des canalisations souterraines, ce qui complique la mise en place de dispositifs de blindage des parois de la tranchée. Enfin, les tranchées peuvent être de très grande longueur et il peut être nécessaire d'effectuer des travaux ou interventions en de nombreux points suivant la longueur de ces tranchées. Le temps consacré à la mise en place de dispositifs de protection ou de blindage peut donc être relativement long et se traduire par des coûts de main d'oeuvre importants. D'autre part, les blindages mis en place ne sont efficaces et sûrs que dans la mesure où ils sont réalisés à partir d'éléments parfaitement adaptés aux conditions d'utilisation et dans la mesure où un soin suffisant est apporté à leur réalisation. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif mobile de soutènement des parois verticales d'une tranchée, sur un chantier de travaux publics, qui soit d'une grande efficacité et d'une grande sûreté d'utilisation, qui puisse être mis en place sans difficulté et. rapidement en un point quelconque d'une tranchée, qui s'adapte parfaitement à toute dimension de tranchée et à la présence de tout obstacle traversant la tranchée, qui soit extrêmement robuste et qui puisse être réalisé en grande partie avec des éléments standard disponibles sur un chantier. Dans ce but, le dispositif suivant l'invention comporte - un châssis constitué par au moins deux traverses montées sur des roues pour le déplacement du dispositif sur le sol du chantier par roulement de part et d'autre de la tranchée et par deux longerons parallèles montés mobiles dans la direction longitudinale des traverses ou direction transversale, - des moyens d'actionnement pour déplacer les longerons de manière à les rapprocher ou à les éloigner l'un de l'autre dans la direction transversale, tout en les maintenant en position parallèle, - deux ouvertures longitudinales centrales traversant les longerons sur toute leur épaisseur dans la direction verticale, - et au moins un ensemble amovible constituant une paroi de soutènement vertical pouvant être mis en place dans l'ouverture centrale d'un longeron et maintenu par le longeron en position verticale, en-dessous du longeron. Dans un mode de réalisation préférentiel, les ouvertures longitudinales des longerons comportent des parties élargies espacées suivant la longueur des ouvertures des longerons et les ensembles amovibles constituant des éléments de parois de soutènement sont constitués par des éléments profilés ayant une section en forme d'I engagés chacun dans une partie élargie de l'ouverture de I'un des longerons et disposés en-dessous du longeron correspondant sur une hauteur correspondant sensiblement à la hauteur de la tranchée, de manière que les ailes du I soient placées dans la direction longitudinale des longerons et une pluralité d'éléments paral lélépipédiques allongés tels que des bastaings dont la longueur est sensiblement égale à la longueur des espaces séparant les âmes de deux éléments profilés en forme d'I engagés dans deux ouvertures successives du longeron et dont I'épaisseur est inférieure à la largeur de l'ouverture longitudinale des longerons et à la distance séparant les surfaces intérieures des ailes des profilés en forme d-I, les bastaings pouvant être empilés entre les profilés en forme d'I, dans la direction verticale, sur toute la hauteur de la tranchée. Afin de bien faire comprendre I'invention, on va maintenant décrire, à titre exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dispositif suivant l'inven- tion. La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de soutènement mobile suivant l'invention en position de service au-dessus d'une tranchée. La figure 2 est une vue en perspective éclatée montrant les différents éléments constituant un élément de paroi de soutènement du dispositif représenté sur la figure 1 et le procédé d'assemblage de ces éléments pour constituer l'élément de paroi. Sur la figure 1, on voit la partie supérieure d'une tranchée 1 creusée dans le sol d'un chantier de travaux publics dans laquelle des travaux tels que la pose de canalisations doivent être effectués par des équipes d'ouvriers. Avant d'effectuer des travaux dans une zone de la tranchée 1, on met en place dans cette zone le dispositif de protection et de soutènement selon l'invention désigné dans son ensemble par le repère 3. Le dispositif 3 comporte un châssis 4 destiné à se déplacer sur la surface du sol 2 du chantier, au-dessus de la tranchée 1. Le châssis 4 comporte, à ses extrémités longitudinales, deux traverses 5 dont la longueur est supérieure à la largeur maximale des tranchées dont il est nécessaire d'assurer le soutènement. Généralement, les tranchées réalisées sur les chantiers de travaux publics ont une largeur comprise entre 0,80 m et 2 m, si bien que l'utilisation de traverses d'une longueur voisine de 2,50 m permet la mise en place du dispositif suivant l'invention au-dessus des tranchées de largeur maximale. Chacune des traverses 5 porte, à sa partie inférieure, à chacune de ses extrémités, par l intermé- diaire d'une chape 7, une roue 8. L'ensemble des quatre roues 8 associées aux deux traverses 5 permet de dé la cer le châssis 4 le long de la tranchée 1, les roues 8 se déplacent sur le sol 2 de part et vautre de la tranchée 1. Le châssis 4 comporte, de plus, deux longerons 10 dont les parties d'extrémité sont engagées et guidées dans des ouvertures 9 ménagées suivant la direction longitudinale des traverses 5 et dirigées vers l'inté- rieur du châssis. La direction longitudinale des traverses 5 sera désignée par la suite comme direction transversale du châssis. Dans chacune des ouvertures 9 est montée une vis 12, suivant la direction transversale du châssis. Les vis 12 sont montées rotatives autour de leur axe à lwintérieur de la traverse correspondante et sont solidaires à l'une de leurs extrémités d'une manivelle d'actionnement manuel 13. Les parties dvextrémité des longerons 4 introduites dans les ouvertures 9 qui assurent leur maintien et leur guidage sur les traverses 5 peuvent être reliées à une pièce d'entraînement comportant un alésage taraudé dans lequel est engagée la vis 12. Chacune des vis 12 comporte deux parties longitudinales successives 12a et 12b, égale longueur, dont les pas sont inverses La mise en rotation des deux manivelles 13 associées aux traverses 5 permet ainsi, suivant le sens de rotation, de rapprocher ou d'éloigner l un de l'autre les deux longerons 10, ces longerons restant parallèles entre eux. Les longerons 10 comporte de plus, à chacune de leur partie d'extrémité, à l'extérieur de la traverse 5 correspondante, un bossage 14, les deux bossages en vis-à-vis situés sur les parties d'extrémité des deux longerons 10 assurant la fixation d'un vérin hydraulique d'actionnement 15 permettant d'assurer sans intervention manuelle le rapprochement ou l'éloignement des longerons 10. Le corps du vérin 15 est fixé sur l'un des bossages 14 alors que la tige du vérin est reliée à l'autre bossage 14 situé en vis-à-vis sur le second longeron 10. Un second vérin hydraulique 15' est monté sur des bossages 14' correspondant à la seconde extrémité des longerons 10. Les deux vérins 15 et 15" à double effet sont actionnés simultanément dans un sens ou dans l'autre pour assurer le rapprochement ou l'éloignement des deux longerons 10. Le système d'actionnement manuel constitué par la vis 12 et les pièces d'entraînement correspondantes n'est engagé sur l'extrémité des longerons 10 et mis en fonctionnement que dans le cas où le système dJactionne- ment hydraulique se trouve détérioré accidentellement. Le dispositif d'actionnement hydraulique comporte un ensemble distributeur 16 relié à chacun des vérins permettant assurer l'actionnement simultané de ces vérins et le déplacement des longerons 10 dans le sens de leur rapprochement ou de leur éloignement, par basculement d'une manette de commande. Chacune des traverses 5 comporte, sur sa face d'extrémité longitudinale dirigée vers l'extérieur, une patte d'accrochage 18 permettant de relier le châssis 4 à un dispositif de traction tel qu'un engin de chantier permettant de déplacer le châssis 4, suivant la direction longitudinale de la tranchée 1. L'engin de chantier assurant la traction du châssis 4 peut être constitué par exemple par l'engin de terrassement assurant la réalisation de la tranchée 1. Chacun des longerons 10 comporte une ouverture centrale 19 de direction longitudinale traversant le longeron 10 sur toute son épaisseur dans la direction verticale. L'ouverture 19 comporte des parties élargies 20 régulièrement réparties suivant la longueur de l'ou- verture 19, c'est-à-dire suivant la direction longitudinale du longeron 10. Ces ouvertures élargies 20 peuvent être espacées par exemple d"une longueur de 0,50 m. Sur la figure 1, on a représenté le dispositif de soutènement 3 suivant l'invention équipé d'un seul élément de paroi verticale de soutènement 22 fixé et intercalé entre deux ouvertures élargies 20 successives de I'un des longerons 10. Il est bien évident cependant que des éléments de paroi verticale de soutènement 22 peuvent être mis en place sur chacun des longerons 10 et suivant toute la longueur de ces longerons, pour assurer le soutènement des parois verticales de la tranchée. suivant toute la longueur des longerons 10 et du dispositif 3. Chacun des éléments de parois verticales de soutènement 22 est constitué par deux profilés ayant une section en forme de I 23 et un ensemble de bastaings 24 intercalés entre deux profilés successifs 23. Les bastaings 24 présentent une épaisseur Inférieure à la largeur de l'ouverture 19 du longeron 10 dans sa partie courarte et à la distance séparant les surfaces intérieures des ailes des profilés 23, cette distance correspondant approximativement à la largeur de l'ouverture 19. Les bastaings 24 utilisés pourront avoir une longueur sensiblement égale à la distance séparant deux profilés 23, c'est-à-dire Q,50 m ou un multiple de cette distance, par exemple 1 m, les profilés en I 23 étant disposés dans une ouverture 20 sur deux, suivant la longueur des longerons 10. Comme il est visible sur la figure 2, les profilés 23 peuvent être réalisés par assemblage bout à bout d'éléments de profilés tels que 23a et 23b, l'un des éléments de profilés 23b comporte une languette d'assemblage 23'b dans son prolongement longitudinal, percée d'une ouverture 25. Le second élément 23a comporte une ouverture 25' qui est mise en coïncidence avec I'ouverture 25 pour réaliser l'assemblage des éléments de profilés 23a et 23b. Une clavette 28 engagée dans les ouvertures en coïncidence 25 et 25 assure la liaison entre les éléments 23a et 23b. Un élément 23, comme représenté sur la figure 2, peut donc être constitué par assemblage d'un nombre quelconque d'éléments successifs tels que les éléments 23a et 23b. Chacun de ces éléments peut présenter, par exemple, une longueur de 0,75 m. Le nombre d'éléments de profilés à assembler bout à bout est déterminé par la profondeur de la tranchée 1 dans laquelle on vient disposer la paroi de soutènement 22. il est à remarquer que lélémcnt dc profilé 23b constituant l~élément inférieur comporte un fond fermé 23c sur lequel vient reposer la partie d'extrémité correspondante du premier bastaing 24 engagé entre les ailes du profilé 23. Comme il est visible sur la figure 2, après avoir assemblé des profilés 23 d'une longueur suffisante, c'est-à-dire au moins égale à la profondeur de la tranchée 1, on engage à l'intérieur des parties en visà-vis de deux profilés 23, entre leurs ailes, des bastaings 24 empilés les uns sur les autres et en nombre voulu pour couvrir une hauteur correspondant à la hauteur de la tranchée 1. Comme indiqué, le profilé inférieur 24 repose, par ses parties d'extrémité, sur le fond 23c des éléments inférieurs des deux profilés 23 constituant les parties latérales de la paroi de soutènement 22. La paroi 22 peut etre engagée dans son ensemble dans I'ouverture 19 d'un longeron 10, les profilés 23 étant engagés dans deux ouvertures élargies 20 du longeron 10. Il est également possible de placer deux profilés 23 dans deux ouvertures 20 déterminées, de manière que les profilés 23 reposent par leur partie inférieure sur le fond de la tranchée puis d'engager entre ces deux profilés 23, entre leurs ailes en vis-à-vis, les bastaings 24 un par un, jusqu'au moment où la paroi 22 est entièrement constituée. Dans le cas où l'on réalise un approfondissement de la tranchée 1, il suffît d'ajouter de nouveaux bastaings 24 et éventuellement de nouveaux éléments profilés reliés à ljextrémité des éléments profilés supérieurs, pour constituer une paroi doune hauteur suffisante pour réaliser le soutènement de la tranchée sur toute sa hauteur. Pour utiliser le dispositif suivant l'inven- tion, on peut relier le châssis 4 à un engin de travaux publics, par l'intermediaire de l'une des pattes d'accrochage 18. Le châssis est tracté par I'engin de chantier pour etre placé à lvendroit voulu au-dessus de la tranchée 1. Les éléments nécessaires pour constituer les parois de soutènement verticales 22 peuvent être transportés en même temps que le châssis 4, ces éléments étant empilés sur les longerons du châssis ou sur un plateau solidaire du châssis 4 ou relié à celui-ci. Lorsque le châssis 4 est en place au-dessus de la tranchée, on assemble les éléments de parois verticales de manière à disposer d'éléments de parois d'une hauteur au moins égale à la hauteur de la tranchée ; ces éléments de parois sont engagés dans les ouvertures 19, 20 des longerons 10 du châssis 4 dans une position légèrement en retrait vers l'intérieur de la tranfhée par rapport aux parois latérales de cette tranchée. Les parois de soutènement sont mises en place contre les parois verticales de la tranchée dont on veut réaliser le soutènement, par actionnement des vérins 15, 15 ou éventuellement des manivelles 13, dans le sens de l'écartement des longerons 10. De manière courante, on pourra réaliser les parois, comme expliqué plus haut, en engageant successivement des profilés en I de longueur voulue dans les ouvertures 20 et en empilant un nombre voulu de bastaings entre chacune des paires de profilés en I placés successivement suivant la longueur des longerons 10 et se faisant face. Dans un mode de réalisation pratique le châssis 4 pourra présenter une longueur de l'ordre de 4 mètres, une largeur de 2,50 mètres et une hauteur de 0,80 mètre. Un tel dispositif qui a été réalisé par la Société déposante permet de réaliser un soutènement efficace sur une longueur relativement importante de la tranchée, tout en présentant un poids relativement modéré de 1,5 t. Le dispositif correspondant peut donc être déplacé facilement sur le chantier en utilisant un engin tel qu'un engin excavateur. En outre, la construction du dispositif est extrêmement robuste malgré son poids limité, ce qui permet de I'utiliser sans inconvénient sur tout chantier de travaux publics. Lorsque les parois de soutènement 22 ont été mises en place dans les ouvertures du longeron, ces parois de soutènement reposent par leur partie inférieure sur le fond de la tranchée, leur maintien en position verticale est assuré par le fait que leur partie supérieure reste engagée dans l'ouverture des longerons 10. Le dispositif présente donc une très grande sécurité et permet de réaliser un blindage efficace des deux parois verticales de la tranchée. Les équipes d'ouvriers peuvent alors travailler en toute sécurité entre les parois de soutènement. Dans le cas d'une tranchée de très grande profondeur, il peut être. nécessaire de placer un dispositif écarteur ou un étrésillon dans le fond de la tranchée, entre les parties inférieures des parois de soutènement, de manière à supporter la poussée des matériaux en fond de tranchée, dans le cas d'un effondrement dzune paroi verticale de la tranchée. Lorsque le travail à effectuer entre les parois de soutènement est terminé, le dispositif de soutènement mobile suivant l'invention peut être transporté et mis en place dans une autre partie de la tran chée dans laquelle des travaux sont à effectuer. Pour cela, on actionne les vérins 15 et 15' de manière à rapprocher les longerons 10 l'un de l'autre et donc à éloigner les parois de soutènement des parois de la tranchée. Le dispositif peut être alors déplacé dans son ensemble par traction sur le châssis 4 jusqu'au moment où le dispositif se trouve dans la nouvelle partie de la tranchée dont on veut assurer le soutènement. Les parois de soutènement peuvent être mises en contact avec les parois de la tranchée en actionnant les vérins 15 et 15' de manière à éloigner les longerons 10 l'un de l'autre. Le transport du dispositif vers une zone éloignée de la tranchée, au niveau d'une autre tranchée ou sur un autre chantier peut être effectué après démontage des parois de soutènement. Le dispositif peut être tracté par un véhicule moteur approprié, sur le chantier, sur des voies privées ou même sur route. Les éléments de parois sont réutilisés comme décrit précédemment dans leur nouvelle zone d'utilisation. Dans le cas où les vérins hydrauliques 15 ou 15' ou le circuit d'alimentation 16 sont détériorés et se trouvent indisponibles, le déplacement des longerons peut être assuré de manière manuelle grâce au dispositif à vis 12 et à manivelle 13. Dans tous les cas le montage et le démontage des parois de soutènement sont facilités grâce au déplacement relatif des longerons permettant de les écarter ou de les rapprocher. I1 est à remarquer que lorsque la tranchée traverse un réseau comportant des canalisations, il est possible d'effectuer la mise en place du dispositif dans les zones correspondantes, en évitant de placer des bastaings 24 pour constituer une paroi de soutènement 22. entre deux profilés 23 successifs entre lesquels passe la ou les canalisations du réseau. Dans tous les cas, le dispositif suivant l'invention est d'une très grande efficacité et d'une très grande soupleooo d'utilisation, lui permettant de s'adapter sans difficulté à des tranchées de dimensions très diverses. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. C'est ainsi qu'on peut réaliser les parois de soutènement verticales engagées dans les longerons du châssis sous une forme différente de celle qui a été décrite Ces parois peuvent être constituées par des éléments entièrement métalliques pré-assemblés ou réalisés sous forme mécanosoudée qui sont engagés dans les ouvertures des longerons en utilisant éventuellement un engin de levage de faible puissance. L'invention peut trouver de nombreuses applications dans le domaine des travaux publics et en particulier dans le cadre des travaux de pose de canalisations ou de câbles souterrains. REVENDICATIONS 1.- Dispositif mobile de soutènement des parois verticales d-une tranchée (1) sur un chantier de travaux publics, caractérisé par le fait qu'il comporte : - un châssis (4) constitué par au moins deux traverses (5) montées sur des roues (8) pour le déplacement du dispositif sur le sol d'un chantier par roulement de part et d autre de la tranche (1) et par deux longerons parallèles (10) montés mobiles dans la direction longitudinale des traverses (5) ou direction transversale, - des moyens d'actionnement pour déplacer les longerons (10) de manière à les rapprocher ou à les éloigner l'un de 1 autre dans la direction transversale, tout en les maintenant en position parallèle, - deux ouvertures longitudinales centrales (19, 20) traversant les longerons (10) sur toute leur épaisseur dans la direction verticale, - et au moins un ensemble amovible (22) constituant une paroi de soutènement vertical pouvant être mise en place dans l-ouverture centrale (19, 20) d un longeron (10) et maintenu par le longeron (10) en position verticale, endessous du longeron. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les ouvertures longitudinales centrales (19) traversant les longerons (10) comportent des parties élargies (20) espacées suivant la longueur des ouvertures (19) des longerons (10) et que chaque paroi de soutènement verticale est constituée par un ensemble d'éléments de paroi (22) constitués chacun par deux éléments profilés ayant une section en forme d-I engagés chacun dans une partie élargie (20) de l-ouverture (19) de l-un des longerons (10) et disposés verticalement en-dessous du longeron (10) correspondant sur une longueur correspondant sensiblement à la hauteur de la tranchée de manière que les ailes du I soient placées dans la direction longitudinale des longerons et une pluralité d'éléments parallélépipédiques allongés tels que des bastaings (24) dont la longueur est sensiblement égale à la longueur des espaces séparant les âmes de deux éléments profilés (23) en forme d'I disposés dans deux ouvertures successives (20) d-un longeron (10) et dont 1 épaisseur est inférieure à la largeur de l'ouverture longitudinale (19) des longerons t et à la distance séparant les surfaces intérieures des ailes des profilés (23) en forme d-I, les bastaings (24) pouvant être empilés entre les profilés en forme dI, dans la direction verticale, sur toute la hauteur de la tranchée (1). 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les profilés (23) sont constitués chacun par au moins deux éléments de profilés (23a, 23b) assemblés bout à bout par l intermédiaire dune clavette (26) engagée dans des ouvertures (25, 25') mises en coïncidence de deux parties d extrémité des éléments de profilés (23a, 23b). 4.- Dispositif suivant l-une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les éléments profilés (23) comportent, à leur extrémité inférieure, un fond (23c) destiné à recevoir et à soutenir une extrémité du bastaing (24) constituant la partie inférieure de l-élément de paroi de soutènement (22). 5.- Dispositif suivant 1 une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait sou'une partie au moins de l-un des éléments de paroi de soutènement (22) peut être supprimée pour permettre le passage de canalisations ou autres éléments d'un réseau souterrain traversant la tranchée c 6.- Dispositif suivant l une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que des dispositifs écarteurs ou étrésillons sont disposés au fond de la tranchée (1) entre les parties d'extrémité inférieures des éléments de paroi de soutènement (22). 7.- Dispositif suivant l-une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les moyens de déplacement des longerons (10) sont constitués par des vérins hydrauliques (15, 15') disposés au voisinage des extrémités longitudinales des longerons (10) dont le corps de vérin est relié à l-un des longerons (10) et la tige à autre longeron (10). 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les moyens de déplacement des longerons (10) sont constitués par des vis montées rotatives dans les traverses (5) engagées dans une ouverture taraudée dvune pièce d'entraînement de l'extrémité de chacun des longerons (10) et reliées pour leur mise en rotation de manière manuelle à une manivelle (13). 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le châssis (4) comporte des éléments de liaison (18) solidaires des traverses (5) permettant de le relier à un engin destiné à assurer le déplacement du dispositif mobile (3) par traction.