Brevet FR2663058A1 — publié le 19911213

Procédé et dispositif de construction de caisson étanche enterré DESCRIPTION La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de construction de caisson étanche. Le secteur technique de l'invention est le domaine des travaux publics et plus particulièrement des travaux d'aménagement des sols et de la pose de canalisations enterrées. Une des applications principales de l'invention est la réalisation de caisson étanche pour des bornes amovibles. type bornes rétractables, empêchant la circulation ou le stationnement de véhicule sur un emplacement donné ; d'autres applications concernent la réalisation de regards et/ou de boîtes de raccordement pour les évacuations des eaux pluviales ou des eaux usées, et de chambres de dérivation et de raccordement pour les réseaux de câblage type télécommunications, électricité.... On connait en effet différents procédés et moyens permettant de réaliser divers types de caissons étanches enterrés pour ces différentes applications et utilisant essentiellement et nécessairement du matériau de type béton coulé sur place : en effet, dans toutes les applications ces différents caissons doivent pouvoir résister d'une part à la poussée naturelle du terrain qui les entoure, et d'autre part à des charges verticales tels que des véhicules pouvant rouler par dessus.A ce jour. pour couler ce béton, on creuse donc un trou plus important que le caisson à réaliser, on dispose dans ce trou un coffrage en général en planches dont les dimensions extérieures correspondent à celles que l'on veut obtenir pour le caisson final ; on positionne au dessus. autour et à travers de ce coffrage les supports de fermeture, le ferraillage de renfort nécessaire et les gaines ou tuyauteries en provenance des tranchées où elles doivent alors être déjà posées (sinon des morceaux seront seulement laissés en attente de raccordement), puis on coule le béton à l'extérieur du coffrage dans l'espace à combler entre celui-ci et le terrain qui l'entoure afin d'une part, de sceller les supports de fermeture, le ferraillage et les gaines ou tuyauteries en position, et d'autre part de constituer après retrait du coffrage le volume du caisson souhaité ; après décoffrage, on reprend les bavures de béton ayant coulé surtout autour des orifices des gaines et des tuyauteries en attente, on lisse et on étanchéifie au mieux les parois. Ce procédé de construction n'est pas très pratique de mise en oeuvre, il est assez long, il est très aléatoire quand aux côtes exactes du caisson obtenu et à plus forte raison pour la position relative des canalisations et gaines qui y débouchent, pour la forme et la régularité de ces parois, et son étanchéité n'est souvent pas assurée ; son coût en main d'oeuvre peut en plus être assez élevé, avec une manutention au coffrage et au décoffrage, et une perte de temps et/ou de fiabilité pour obtenir les côtes que l'on souhaite et qui dans certains cas sont assez critiques quand ledit caisson doit recevoir un équipement spécifique tel que des bornes amovibles. Dans certains domaines, quelques fabricants et/ou installateurs ont développé diverses techniques pouvant palier à quelques uns de ces divers inconvénients, mais en général et essentiellement lorsqu'il s agit soit de constructions assez importantes en volume tel que les piscines, les réservoirs ou les abris enterrés, soit de plus petites réalisations en grand nombre, mais soit celles-ci ne nécessitent pas un raccordement, soit leur mise en oeuvre reste assez compliquée. On peut citer par exemple la demande de brevet ER 2582035 déposée le 14 mai 1985 par la société Dépannage Entretien Piscine décrivant un "bloc de coffrage empilable en polystyrène expansé" pour constituer des coffrages perdus de parois de piscines par encastrement de ces blocs côte à côte et les uns sur les autres. On relève aussi la demande de brevet ER 2543197 déposée le 25 mars 1983 par Monsieur GONCALVES PEREIRA Antonio sur un "procédé de construction in situ d'une colonne creuse en béton" pouvant servir de réservoir enterré ou de fondation, et utilisant des parois de panneaux de blindage de tranchées, un coffrage et des étais de centrage. Dans le domaine des petites réalisations en grand nombre ne nécessitant pas de raccordement, on connait la demande de brevet FR 2625761 déposée le 07 janvier 1988 par Monsieur Michel DRUART et Madame GIRARD Geneviève sur "un procédé et dispositif de coffrage de poteaux de section carré ou rectangulaire comportant un moule économique perdu formant chemise entourant un gabarit glissé à l'intérieur pendant le coulage et la prise du béton, puis retiré. Pour d'autres réalisations nécessitant des raccordements, on peut citer le certificat d'utilité ER 2453943 déposé le 19 décembre 1978 par Monsieur Michel TROLEZ sur un "coffrage pour intérieur de regards de visite en béton" constitué de plusieurs éléments tels que des pièces d angles, des joints, des banchés, de tiges et des charnières et qui, assemblés et verrouillés entre eux aux dimensions souhaitées, forment un ensemble rigide. Enfin, on note la demande de brevet FR 2600356 déposée le 23 juin 1986 par les Etablissements DARRAS JOUANIN sur un "procédé d'étanchéification pour une paroi traversée par des conduits ou câbles" et utilisant des doubles parois de coffrage perdu percées pour le passage de ceux-ci et permettant d'y couler un matériau durcissable, puis des applications de résine et de peinture recouvrant à la fois les coffrages et les conduits assurent alors l'étanchéité voulue. Toutes ces solutions répondent en général à un problème spécifique de caisson étanche, le dernier étant adapté pour le nucléaire par exemple, et aucun ne répond totalement aux divers inconvénients du procédé de base utilisant des coffrages récupérable de type planches, quand ce coffrage est destiné à réaliser des caissons étanches recevant des canalisations et devant respecter des côtes précises ; en effet, les procédés ou les matériels connus existant tels que ceux cités ci-dessus permettent effectivement de réaliser - soit des caissons vraiment étanches, mais alors sans connexion ou branchement, ou cela se fait d'une manière complexe nécessitant de la main d'oeuvre même si les côtes peuvent alors mieux respectées, - soit des caissons obtenus même avec des coffrages perdus réduisant les manutentions mais nécessitant une finition d'étanchéité, - soit les coffrages sont récupérés et permettent des côtes précises, mais avec alors une double manutention et raccordement complexe. Aussi, pour toutes les réalisations de caissons étanches telles que les regards et les chambres de raccordement, d'évacuation ou de décantation, ou pour les bornes amovibles, le procédé de base par coffrage démontable de type planches reste utilisé avec certes, ces nombreuses imperfections, mais aucun autre système ne permet à ce jour de toutes les corriger. Le problème posé est en effet de pouvoir construire un caisson étanche à des côtes précises, offrant une surface intérieure lisse et bien finie, comportant une paroi structure en béton ancrée dans le sol et résistant aux efforts et aux poussées de celui-ci et des charges verticales éventuelles, pouvant recevoir diverses canalisations ou gaines disposées à des côtes précises et débouchant à l'intérieur dudit caisson, et utilisant un minimum de main d'oeuvre et de manutention. Une solution au problème posé est un procédé de construction de caisson étanche enterré pouvant être connecté à des gaines ou à des canalisations et comportant une structure en béton coulé sur place dans un trou préalablement creusé et grâce à un coffrage perdu. On préfabrique en atelier des coques étanches en matériau rigide, fermées au moins sur leur périphérie, et dont les dimensions intérieures correspondent à celles du caisson étanche fini souhaité, - on dispose sur la paroi de la périphérie des coques des tuyaux d'attente de courte longueur vers l'extérieur, débouchant à l'intérieur des coques. fixés et étanchéifiés sur celles-ci, dont les dimensions intérieures correspondent à celles des gaines ou aux canalisations qui doivent y être connectées et disposées à des côtes de positionnement correspondant à celles de ces dites gaines et canalisations, - on amène lesdites coques sur le site et on place dans la réservation du trou préalablement creusé une coque étanche disposant d'un fond fermé adapté à l'usage du caisson souhaité, et si la profondeur de ce caisson est trop importante, on dispose une deuxième coque sans fond posée sur la première et dotée de lèvres de raccordement et de joints étanches, et ainsi de suite jusqu'à atteindre le bord du trou, - on raccorde et on étanche à l'extérieur lesdits tuyaux d'attente avec lesdites canalisations et gaines, et on coule le béton entre lesdites coques, faisant alors coffrage perdu. et les parois du trou. Une autre solution au problème posé est un dispositif de construction de caisson étanche enterré pouvant être connecté à des gaines ou canalisations et comportant une structure en béton coulé sur place et un coffrage perdu ; ledit coffrage perdu est constitué d'au moins une coque étanche en matériau rigide, fermée au moins sur sa périphérie, et dont les dimensions intérieures correspondent à celles du caisson étanche fini souhaité, laquelle coque étanche comporte sur sa paroi périphérique des tuyaux d'attente de courte longueur vers l'extérieur, débouchant à l'intérieur de la coque, fixés et étanchéifiés sur celle-ci, dont les dimensions intérieures correspondent à celles des gaines ou aux canalisations qui doivent y être connectées et disposées à des côtes de positionnement correspondant à celles de ces dites gaines et canalisations. Dans une version préférentielle de ce dispositif, ladite coque étanche dispose d'un fond inférieur fermé adapté à l'usage du caisson souhaité et d'un renfort au moins sur toute sa périphérie extérieure vers son extrémité ouverte supérieure. Ce renfort supérieur peut être alors par exemple situé à plusieurs centimètres en dessous du bord supérieur du caisson, de telle façon que le revêtement de sol entourant celui-ci puisse s appuyer et venir recouvrir ce rebord et que la surface supérieure de ce revêtement soit alors tangente au bord du caisson. Le résultat est de nouveaux procédés et dispositifs de construction de caisson étanche enterré qui sert de coffrage au béton et qui reste à demeure dans le sol pour d'une part réaliser l'étanchéité recherchée et d'autre part permettre le raccordement à des côtes précises de toutes tuyauteries, canalisations et gaines, suivant l'application de ce caisson ; de plus, la surface intérieure est lisse et n'a pas besoin de finition, et la mise en oeuvre du dispositif suivant le procédé est très facile, rapide et efficace, quant aux résultats recherchés : en effet, une fois le caisson mis en place, son raccordement peut être rapidement effectué en respectant les côtes, ce qui en matière d'évacuation d'eau et souvent primordial pour éviter un mauvais écoulement, de même s'il s'agit de recevoir des équipements tels que des bornes amovibles dont les connexions sont à des côtes bien précises ; et même pour des gaines de télécommunication, des normes précisent des distances minima entre celles-ci. Grâce à la bonne finition des surfaces internes et à leur étanchéité, le nettoyage des caissons est facilité et peut être réalisé régulièrement sans crainte d'accumulation imprévue d'eaux stagnantes par exemple. Les renforts intégrés aux caissons peuvent éviter également de ferrailler le béton tout autour, ce qui en diminue le coût et le temps de mise en oeuvre. Le matériau utilisé pour ces coques de caisson doit être rigide et peut être de la bakélite, de la matière synthétique tel qu'un plastique, de la résine polyester associée à des fibres comme pour une coque de bateau etc, de façon a être facile de préfabrication en atelier, en respectant les normes d'étanchéité, de côtes. de poids le plus léger possible pour la manutention et de résistance pendant le coulage du béton puisqu'après c'est celui-ci qui reprend les efforts. Le coût de cette fabrication est certes plus élevée que celui d'un coffrage traditionnel, mais le gain de mise en oeuvre et la fiabilité du résultat rendent l'ensemble du procédé moins coûteux que le procédé traditionnel et plus intéressant pour les utilisateurs et les installateurs. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en démontrer la nouveauté et l'intérêt. La description et les figures ciaprès représentent des exemples de réalisation de l'invention, mais n ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles à partir de revendications qui précisent la portée et l'étendue de cette invention en particulier en changeant la forme des caissons. La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de caisson suivant l invention. La figure 2 est une vue en coupe de plusieurs caissons superposés. Les figures 3 sont des vues en coupe partielles de plusieurs exemples de caissons. La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de caisson étanche suivant l'invention : il est constitué d'une coque 1 étanche en matériau rigide, préfabriqué en atelier en matériau de préférence synthétique, tel que de la résine de polyester avec plusieurs trames de mat et de tresse superposées. Les dimensions principales h, 1 et L tel que représentées sur la figure en forme parallélipipédique rectangle, correspondent aux besoins de son utilisation et peuvent donc être par exemple depuis des valeurs de 400 x 400 x 400 mm jusqu'à 900 x 900 x 900 mm avec toutes les valeurs intermédiaires tous les 50 mm ou 100 mm aussi bien en largeur, hauteur que longueur.Pour les dimensions relativement importantes, il est préférable d'intégrer lors de la préfabrication sur toute la périphérie 3 extérieure desdites coques 1, au moins un renfort 2 placé de préférence à l'extrémité supérieure ouverte de celles-ci. La forme parallélipipédique rectangulaire ou cubique n'est pas obligatoire, il peut être réalisé pour certaines applications des formes cylindriques ou polygonales de révolution ou autres. Sur les parois ou la paroi 3 de la périphérie verticale de la coque 1 sont disposés des tuyaux d'attente 4 de courte longueur vers l'extérieur de l'ordre de 100 mm par exemple et débouchant, sans dépasser, dans la plupart des utilisations, à l'intérieur de la coque, fixés et étanchéifiés sur celle-ci par frettage, après découpes de celle-ci. Leurs dimensions intérieures, en général de forme circulaire, correspondent à celles des gaines ou canalisations 5 qui doivent y être connectées. Le plus simple est que les dimensions intérieures soient égales aux dimensions extérieures de ces gaines ou canalisations afin que celles-ci s'y emboîtent simplement, soit donc par exemple des diamètres intérieurs de 80, 100, 120, 180, 200, 300 mm...Ces tuyaux d'attente extérieurs 4 peuvent aussi être coudés vers le haut ou vers le bas ou vers un côté à 450 par exemple suivant les besoins. Le positionnement de ces tuyaux d'attente est fonction également des côtes prévus pour lesdites gaines ou canalisations qui doivent s'y connecter et dans cet exemple de réalisation, ces gaines peuvent être disposées sur des faces quelconques de la paroi 3. La coque 1 dispose également d'un fond inférieur fermé et étanche qui s'appui sur le fond du trou 6 préalablement creusé dans le sol à l'endroit prévu et à la profondeur voulue de façon que le bord supérieur de la coque affleure la surface du sol : le renfort supérieur 2 est alors fonction de l'application du caisson et de son intégration dans le sol. Dans l'exemple de la figure 1, qui peut représenter un caisson pour une borne amovible, ce renfort est situé à une distance d de l'ordre de 7 à 8 cm par exemple du bord supérieur 7 du caisson, de telle façon qu'un revêtement de sol puisse s'appuyer dessus une fois le trou rebouché et le caisson immobilisé et raccordé, et venir affleurer le bord supérieur 7. Une fois donc le caisson en place dans le trou 6, on peut raccorder et étanchéifier lesdits tuyaux d'attente 4 avec les canalisations correspondantes en provenance de tranchées et on coule le béton dans l'espace 8 laissé entre lesdites coques 1 faisant alors coffrage perdu, et les parois du trou. La figure 2 est une vue en coupe de plusieurs exemples de caissons superposés : en effet, si la profondeur du trou 6 est trop importante, plutôt que de faire un caisson formé d'une seule coque 1, on réalise ce caisson avec plusieurs de ces coques étanches empilées dont seule, la plus basse 10, dispose d'un fond fermé 9 adapté à l'usage des caissons souhaités, et les coques supérieures 11 disposent d'une lèvre inférieure 12 venant recouvrir l'extérieur du bord supérieur 7 de celles situées en dessous avec un joint étanche intercalé 13. Sur cette figure plusieurs exemples d'applications de caisson sont représentés et sont donc dans la pratique utilisés indépendamment les uns des autres : ainsi la coque inférieure 10 est représentative d'un caisson de décantation d'eaux usées comportant au moins un tuyau d'attente pour l'entrée 17 d'eau à une distance g de 60 millimètres environ du fond, et un tuyau d'attente de sortie d'eau 18 à une distance f à vingt millimètres environ du fond. En fait, il peut y avoir plusieurs entrées d'eau 17, sur le même côté du caisson ou en provenance de différentes directions sur tous les côtés, et permettant alors de réaliser une boîte de branchement le fond 10 récupère les graisses qui s'y accumulent du fait du seuil de 20 mm environ au niveau de l'évacuation. La coque 11 située au-dessus comporte un tuyau d'attente 4 qui est fermé à l'extérieur par un bouchon 19 et la coque supérieure comporte un autre tuyau d'attente 20, qui est coudé et dépasse à l'intérieur pour récupérer par exemple des eaux de surface telles que les eaux pluviales. Enfin, cette coque supérieure est représentée ici avec un rebord 2 disposé au bord supérieur 7 du caisson, apte à recevoir un cadre de trappe de visite 14 et comprenant des lumières 15 aux dimensions des pattes 16 de fixation de celle-ci, qui peuvent y pénétrer pour être scellées dans ledit béton 8. Ce type de trappe de visite, surtout utilisé dans les chambres de raccordement de télécommunications, est normalisé : le caisson peut être ainsi être adapté à ces normes. Les figures 3 sont des vues en coupe partielles de plusieurs autres exemples de caisson réalisé suivant l'invention - la figure 3A représente un fond de regard d'évacuation d'eaux usées tel que déjà présenté précédemment et montrant une sortie 18 située à une distance e du fond intérieur 21 du caisson qui est soit nulle pour une évacuation directe, soit de 20 mm environ pour un bac de décantation à graisses. Ce fond 21 est de préférence en forme de cylindre concave dans l'axe de celui de la tuyauterie de sortie 18 avec une épaisseur k contre les parois de l'ordre de 50 mm environ cette forme est donnée par exemple par un remplissage du fond de caisson avec de la mousse dure telle que du polyuréthanne expansé et un frettage d'étanchéité tel qu'en polyester coulé contre les parois 3. - la figure 3B représente un fond de regard également pour l'évacuation des eaux usées mais dont on ne sait pas dans quel sens cette eau va circuler : il comporte alors un tuyau d'attente d'entrée 17 d'eau et un tuyau d'attente de sortie 18 d'eau dans le même axe et à la même hauteur, avec un fond de coque 21 en creux entre les deux de vingt millimètres environ au centre, et à niveau de la génératrice inférieure desdits tuyaux contre les parois 3. - la figure 3C représente un exemple de disposition de gaines 5 raccordées à des tuyauteries d'attente 4 tels que pour des chambres de raccordement de câbles de télécommunications, et souvent très proches les unes des autres suivant des espaces normalisés : les gaines 5 sont assez souples et risques de s'écraser lors du coulage du béton dans les tranchées et dans les trous entourant lesdits caissons ; il est connu alors de gonfler ces gaines : pour cela on place par l'intérieur desdites coques 1 des bouchons 22 dans les orifices desdits tuyaux 4 en attente, de telle sorte qu'après raccordement avec lesdites canalisations et gaines 5, on puisse gonfler celles-ci pour couler le béton dans les tranchées et dans le trou 6. REVENDICATIONS 1. Procédé de construction de caisson étanche enterré pouvant être connecté à des gaines (5) ou à des canalisations et comportant une structure en béton coulé sur place dans un trou préalablement creusé (6) et grâce à un coffrage perdu caractérisé en ce que - on préfabrique en atelier des coques étanches (1) en matériau rigide, fermées au moins sur leur périphérie (3), et dont les dimensions intérieures correspondent à celles du caisson étanche fini souhaité, - on dispose sur la paroi (3) de la périphérie des coques (1) des tuyaux d'attente (4) de courte longueur vers l'extérieur, débouchant à l'intérieur des coques (1), fixés et étanchéifiés sur celles-ci, dont les dimensions intérieures correspondent à celles des gaines (5) ou aux canalisations qui doivent y être connectées et disposées à des côtes de positionnement correspondant à celles de ces dites gaines et canalisations, - on amène lesdites coques sur le site et on place dans la réservation du trou (6) préalablement creusé une coque étanche (1) disposant d'un fond fermé adapté à l'usage du caisson souhaité, et si la profondeur de ce caisson est trop importante, on dispose une deuxième coque sans fond posée sur la première et dotée de lèvres (12) de raccordement et de joints (13) étanches, et ainsi de suite jusqu'à atteindre le bord du trou, - on raccorde et on étanche à l'extérieur lesdits tuyaux d'attente (4) avec lesdites canalisations et gaines (5), et on coule le béton (8) entre lesdites coques (1), faisant alors coffrage perdu, et les parois du trou (6). 2. Procédé de construction de caisson étanche suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'on intègre lors de leur préfabrication sur toute la périphérie (3) extérieure desdites coques (1), au moins un renfort (2) placé de préférence à l'extrémité supérieure ouverte de celles-ci. 3. Procédé de construction de caisson étanche suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'on place par l'intérieur desdites coques (1) des bouchons (22) dans les orifices desdits tuyaux (4) en attente, de telle sorte qu'après raccordement avec lesdites canalisations et gaines (5), on puisse gonfler celles-ci pour couler le béton dans les tranchées et dans le trou (6). 4. Dispositif de construction de caisson étanche enterré pouvant être connecté à des gaines ou canalisations (5) et comportant une structure en béton coulé sur place et un coffrage perdu, caractérisé en ce que ledit coffrage perdu est constitué d'au moins une coque étanche (1) en matériau rigide, fermée au moins sur sa périphérie (3), et dont les dimensions intérieures correspondent à celles du caisson étanche fini souhaité, laquelle coque étanche comporte sur sa paroi périphérique (3) des tuyaux d'attente (4) de courte longueur vers l'extérieur, débouchant à l'intérieur de la coque (1), fixés et étanchéifiés sur celle-ci, dont les dimensions intérieures correspondent à celles des gaines (5) ou aux canalisations qui doivent y être connectées et disposées à des côtes de positionnement correspondant à celles de ces dites gaines et canalisations. 5. Dispositif de construction de caisson étanche enterrée suivant la revendication 4 caractérisé en ce que ladite coque étanche (1) dispose d'un fond inférieur (9) fermé adapté à l'usage du caisson souhaité et d'un renfort au moins (2) sur toute sa périphérie extérieure (3) vers son extrémité ouverte supérieure. 6. Dispositif de construction de caisson étanche enterré suivant la revendication 5 caractérisé en ce que ledit renfort supérieur (2) est un rebord disposé au bord supérieur (7) du caisson, apte à recevoir un cadre de trappe de visite (14) et comprenant des lumières (15) aux dimensions des pattes (16) de fixation de celle-ci, qui peuvent y pénétrer pour être scellées dans ledit béton (8). 7. Dispositif de construction de caisson étanche enterré suivant la revendication 5 caractérisé en ce que ledit renfort supérieur (2) est situé à plusieurs centimètres en dessous du bord (7) supérieur du caisson, de telle façon que le revêtement de sol entourant celui-ci puisse s'appuyer et venir recouvrir ce renfort, et que la surface supérieure de ce revêtement soit alors tangent au bord du caisson. 8. Dispositif de construction de caisson étanche enterré suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que ledit coffrage est constitué de plusieurs coques (1) étanches empilées dont seule, la plus basse (10), dispose d'un fond fermé (9) adapté à l'usage des caissons souhaités, et les coques supérieures (11) disposent d'une lèvre inférieure (12) venant recouvrir l'extérieur du bord supérieur (7) de celle située en dessous avec un joint étanche intercalé (13). 9. Dispositif de construction de caisson étanche enterré suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8 et réalisé pour permettre la décantation d'eaux usées caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tuyau d'attente pour l'entrée (17) d'eau à une distance g de 60 millimètres environ du fond, et un tuyau d'attente de sortie d'eau (18) à une distance f à vingt millimètres environ du fond. 10. Dispositif de construction de caisson étanche enterré suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8 et réalisé pour permettre l'évacuation d'eaux usées caractérisé en ce qu'il comporte un tuyau d'attente d'entrée (17) d'eau et un tuyau d'attente de sortie (18) d'eau dans le même axe et à la même hauteur, avec un fond de coque (21) en creux entre les deux de vingt millimètres environ au centre, et à niveau de la génératrice inférieure desdits tuyaux contre les parois (3).