Brevet FR2678965A1 — publié le 19930115

L'invention est relative à un bloc artificiel destiné notamment à la réalisation (i) d'ouvrages maritimes ou fluviaux de protection contre l'action directe ou indirecte des vagues et des courants, (ii) de barrages terrestres, (iii) de modèles en réduction en vue d'expériences, (iv) de jouets, à un procédé de fabrication dudit bloc et à des dispositions d'assem blage desdits blocs. Le bloc répond aux objectifs considérés comme essentiels pour un bloc de ce type, à savoir: (i) la stabilité vis à vis des facteurs auxquels il peut être confronté et, en particulier, vis à vis des effets des vagues et des courants, lorsqu'il est utilisé pour la réalisation d'ouvrages maritimes ou fluviaux, (ii) la robustesse pendant les étapes de fabrication, de mise en place dans les ouvrages et au sein des massifs ou des protections formés d'un ensemble de blocs, (iii) les facilités de fabrication, de manutention, de pose ou dépose. La stabilité est assurée, d'une part, par les aptitudes du bloc ou d'un groupe de blocs à s'accrocher sur les faces d'appui sous-jacentes, que les blocs soient utisés en couches intermédiaires au sein d'un massif ou pour constituer une couche enveloppe du type carapace d'ouvrages, et, d'autre part, par les facultés des blocs, placés en contact dans un groupe, de se combiner entre eux du fait de la forme particulière de chaque bloc et ainsi de constituer des ensembles cohérents offrant une alternance de pleins et de vides dans une proportion favorable à une destruction efficace de l'énergie des phénomènes qui les sollicitent comme, par exemple, l'énergie des vagues et des courants, lorsqu'ils sont utilisés pour la réalisation d'ouvrages maritimes ou fluviaux. La robustesse d'un bloc aux différentes étapes de son existence, fabri-cation, manutention, pose, au sein d'un ouvrage, résulte de sa forme spécifi- que à la fois massive et rationnelle du point de vue de la mécanique des solides, et qui ne comporte pas de porte-à-faux ou d'angles rentrants accen- tués susceptibles d'engendrer des contraintes de tension anormales. Les facilités de fabrication résultent de la forme particulière du bloc qui offre une face plane inférieure assurant l'assise naturelle du bloc, une face plane supérieure et, entre ces deux faces planes parallèles, des raccordements en entonnoir facilitant l'introduction et la mise en place du matériau constitutif et sa vibration lorsque celle-ci est nécessaire. L'absence d'angles rentrants prononcés dans les zones susceptibles d'être l'objet de contraintes de tension en cours de fabrication, réduit très sensiblement le risque d'apparition de le risque d'apparition de fissurs en cours de séchage du matériau consti- tutif.Dans ces conditions, il n'est pas indispensable de prévoir l'addition de goussets aux intersections des facettes élémentaires définissant la forme générale du bloc; cependant de tels goussets peuvent être ajoutés en vue d'accroître la robustesse du bloc et de faciliter son moulage et son démoulage. De même, la forme massive et rationnelle du bloc ne nécessite pas le recours à des armatures intérieures ou artifices de ce genre pour obtenir les qualités de robustesse attendues de ce type de bloc. L'invention a pour objet un bloc artificiel caractérisé en ce qu'il est constitué fondamentalement de deux prismes droits à bases triangulaires isocèles tels que 5 pour le prisme supérieur et 6 pour le prisme inférieur (figure 1), identiques ou non, dont les axes de symétrie coincident, dont les bases des prismes telles que 7 pour le prisme supérieur et 8 pour le prisme inférieur, sont perpendiculaires entre elles et dont l'arête de sommet telles que 1 pour le prisme inférieur et 3 pour le prisme supérieur (figure 1) et le plan de base 2 pour le prisme inférieur et 4 pour le prisme supérieur (figure 1) correspondant au sommet et à la base des triangles isocèles, sont inversés. Les deux prismes 5 et 6 s'imbriquent l'un dans l'autre en présentant toujours un solide commun d'importance variable.Dans la disposition où l'imbrication est telle que l'arête de sommet 1 ou 3 correspondant à l'un des prismes est extérieure à l'autre prisme, comme, par exemple, la disposition de la variante présentée par la figure 2, la saillie correspondante n'est pas pris en compte. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un bloc caractérisé en ce qu'il est réalisé par un moule comportant des ouvertures correspondant aux plans de base 2 et 4 des triangles isocèles, l'une de ces ouvertures, dite inférieure, telle que celle correspondant au plan de base 2, repose directement sur l'aire de fabrication, étant séparée de celle-ci par une feuille de plastique mince ou tout autre artifice équivalent, afin d'éviter l'adhérence du matériau constitutif du bloc sur l'aire de fabrication, l'autre ouverture, dite supérieure, telle que celle correspondant au plan de base 4, permet l'introduction, la mise en place et le conditionnement du matériau constitutif du bloc. Le moule est constitué par l'assemblage de deux coquilles identiques; ce moule ne comporte ni fond dans sa partie inférieure, ni couvercle dans sa partie supérieure; son plan de symétrie, qui est en même temps le plan d'assemblage des deux coquilles, est perpendiculaire au plan de l'ouverture supérieure, telle que celle correspondant au plan de base 4, et inclut l'axe de symétrie longitudinal de ladite ouverture supérieure. Les caractéristiques propres à l'invention concernant le bloc et son moule ressortent de la forme enveloppe du bloc et des modes de réalisation indiqués ci-après et illustrés par les dessins numérotés figure 1 à figure 11. La figure 1 est une vue en perspective de bloc selon l'invention. Les figures 2 et 3 sont des vues en perspective de deux variantes limites de bloc selon l'invention. Les figures 4, 5, 6, 7, 8 et 9 sont des vues en perspective de variantes de bloc selon l'invention. La figure 10 est une vue perspective des deux coquilles identiques du moule, détachées du bloc selon la variante de la figure 9. La figure 11 est une vue en perspective du moule formé des deux coquilles assemblées. Dans la figure 1 on a représenté un bloc explicitant l'invention; il ressort de cette figure que l'arête de sommet 1 du prisme 6 est incluse dans le prisme 5 et que l'arête de sommet 3 du prisme 5 est incluse dans le prisme 6, l'axe de symétrie ZZ étant commun aux deux prismes 5 et 6. L'imbrication des deux prismes 5 et 6 est définie par la hauteur h et l'épaisseur el et e2 de chacun des prismes. La hauteur h est variable et supérieure à une valeur particulière qui est elle-même une fraction de la hauteur totale H du bloc définissant la distance entre les plans de base 2 et 4, laquelle valeur particulière dépendant des qualités de robustesse recherchées selon l'utilisa tion envisagée. Les longueurs L1 et L2 des plans de base 2 et 4 du bloc sont sensiblement égales entre elles et à la hauteur totale H du bloc. Le bloc selon la figure 2 correspond à une valeur de h égale à H; le bloc selon la figure 3 correspond à une imbrication des prismes pour laquelle la valeur de h est sensiblement égale à el et e2. Le bloc selon la figure 4 est une variante de bloc selon la figure 1 dont les coins formant angles aigus, tels que 9, à la base des triangles isocèles, sont tronqués faisant apparaître des plans de troncature, tels que 10 et 11, les plans de troncature 10 et 11 étant perpendiculaires aux bases des prismes, telles que 7 et 8 des prismes 5 et 6 et étant perpendiculaires aux plans de base 2 et 4. Le bloc selon la figure 5 est une variante de bloc selon la figure 4 dont les plans de troncature, tels que 12 et 13 sont inclinés par rapport aux plans de base 4 et 2. Le bloc selon la figure 6 est une variante de bloc selon les figures 4 et 5 dont les plans de troncature, tels que 10 sont décomposés en facettes d'extrémité, telles que 14 et 15, dont les faces latérales du prisme supé- rieur, telles que 16 sont décomposées en facettes latérales, telles que 17 et 18, dont les bases du prisme inférieur, telles que 8 sont décomposées en faces latérales, telles que 19 et 20, ceci en vue, notamment, de faciliter la fabrication et le démoulage du bloc et l'imbrication des blocs entre eux. Le bloc selon la figure 7 est une variante de bloc selon la figure 6 dont les bases du prisme supérieur, telles que 7 sont décomposées en faces frontales centrales, telles que 21 et en faces frontales latérales, telles que 22 et 23, ceci en vue, notamment, de faciliter l'imbrication des blocs entre eux. Le bloc selon la figure 8 est une variante de bloc selon la figure 7 par addition de goussets tels que 24, ces goussets étant destinés à combler les angles rentrants, tel que celui qui est défini par les faces latérales, telles que 19 et les faces frontales latérales, telles que 22 et 23. Le bloc selon la figure 9 diffère du bloc selon la figure 8 par modification des facettes latérales, telles que 17 et 18 et des faces frontales du prisme inférieur, telles que 25, telles qu'elles apparaissent sur la figure 8 pour la partie apparente concernée du bloc et qui deviennent respectivement les facettes latérales supérieures, telles que 28 et inférieures, telles que 29, les facettes latérales supérieures, telles que 30 et inférieures, telles que 31 et les facettes frontales inférieures telles que 26 et supérieures, telles que 27, pour la partie apparente concernée du bloc, telle qu'elle est dessinée sur la figure 9. Des goussets, tels que le gousset 32 dessiné sur la figure 9, garnissent les angles rentrants de manière analogue au gousset 24, tel qu'il apparait sur la figure 8. Le moule selon la figure 10 et la figure 11 correspond à un bloc tel cru'il est dessiné figure 9. I1 est composé par l'assemblage de deux coquilles identiques 33 et 34. Ce moule ne comporte ni fond en sa partie inférieure, ni couvercle en sa partie supérieure. Le contour du bord extérieur de l'ouverture inférieure du moule est renforcé par addition d'une ceinture inférieure 35 accroissant sa rigidité et son assise. Le contour du bord extérieur de l'ouverture supérieure du moule est renforcé par addition d'une ceinture suprieure 36 accroissant sa rigidité et facilitant les conditions de remplissage, de mise en place et de conditionnement du matériau constitutif du bloc. Un ou plusieurs tirants, placés entre les bords supérieurs des coquilles, tels que ceux numérotés 37 sur la figure 11, assurent un surcroît de rigidité au moule. Dans leur plan d'assemblage, chacune des coquilles est équipée de joints d'assemblage, tels que 38, parties intégrantes de celles-ci, le long de leurs contours d'assemblage et destinés (i) à accroître la rigidité de chacune des coquilles, (ii) à positionner une coquille par rapport à l'autre, lors du montage du moule, (iii) à accroître la rigidité du moule constitué des deux coquilles assemblées, (iv) à recevoir les éléments de fixation et de serrage des deux coquilles entre elles. Les blocs du type objet de l'invention, constituant des ensembles, peuvent être disposés alignés, rangés, arrimés ou en vrac, en une ou plusieurs couches ou en massifs homogènes de blocs de tailles identiques ou différentes. Les blocs disposés en groupe s'imbriquent les uns dans les autres pour former un ensemble cohérent et résistant aux sollicitations extérieures en offrant une alternance de pleins et de vides favorable à une destruction efficace de l'énergie des phénomènes qui les sollicitent. Une meilleure cohérence des ensembles peut être obtenue lorsque deux blocs voisins sont placés dans des attitudes différentes. Ainsi, pour former une couche homogène et cohérente d'épaisseur uniforme, placée sur un talus, les blocs voisins de tailles identiques, caractérisés par la hauteur H, sont placés dans des attitudes différentes et selon un plan de pose prédéterminé. Dans le cas dtun talus plan et continu, les blocs sont placés sur des lignes parallèles entre elles et parallèles à la butée inférieure d'appui des blocs et à une distance entre centres de gravité de deux blocs successifs d'une même ligne, invariable pour un type de bloc donné de hauteur H; cette distance est dite maille de pose longitudinale. La distance entre deux lignes de pose successives est dite maille dans la pente du talus ou maille transversale. Les blocs situés sur deux lignes successives sont généralement disposés en quinconce. Ces deux mailles ont des valeurs proportionnelles à la hauteur totale H d'un bloc donné et ne sont pas nécessairement égales. L'invention concerne aussi les dBpositions d'assesblage de blocs en vue, notamment, de constituer un barrage continu forme d'une seule ligne de blocs contigus, caractérisées en ce que les faces inférieures des blocs reposent sur un même plan, que les axes longitudinaux ds6 pl - des plans de base supérieurs ou des plans de base inférieurs sont aligs ou disposés peependiculaiement en alternance ou disposés obliquement les uns par rapport aux autres. L'invention concerne aussi les dispositions d'assemblage de blocs en vue, notamment,de constituer un barrage continu formé de plusieurs lignes de blocs adjacentes, caractérisées en ce que les blocs selon les dispositions définies au p3r4prS*e précedent formant la ligne n soient décalés d'une fraction de H par rapport à chacun des blocs cccpoont la ligne n-l. L'invention concerne aussi un bloc artificiel, le procédé de msulage et de fabrication et les dispositions d'assemblage de blocs, caractérisés en ce que les blocs peuvent être de dimen- sions réduites, de hauteur H égale à quelques centimètres à fin d'être utilisés pour des expe- riences ou en vue de constituer des jouets. REVENDICATIONS 1/ Bloc artificiel pour structures, notamment pour structures des ouvrages maritimes et fluviaux et particulièrement pour constituer leurs carapaces de protection contre les effets de la houle et des courants, caractérisé en ce qu'il est constitué, dans sa forme théorique, par deux prismes droits à bases triangulaires isocèles 5 et 6, dont les axes de symétrie colncident, dont les bases des prismes 7 et 8 sont perpendiculaires entre elles et dont l'arête de sommet 1 ou 3 et le plan de base 2 ou 4 correspondant au sommet et à la base des triangles isocèles sont inversées, les deux prismes 5 et 6 s'imbriquant l'un dans l'autre en présentant toujours un solide commun et, dans sa forme d'usage, en ce que les coins formant angles aigus à l'arête des prismes, tels que 9, sont tronqués faisant apparaître des plans de troncature, tels que 13, que les plans de base supérieur 39 et inférieur 40 sont polygonaux et reliés entre eux par un ensemble continu de faces et de facettes planes, telles que le plan de troncature inférieur 13, les facettes d'extrémité 14 et 15, les faces latérales 19 et 20, les faces frontales centrales 21, les faces frontales latérales 22 et 23, les facettes frontales inférieures 26, les facettes frontales supérieures 27, les facettes latérales supérieures 28 et 30 et les facettes latérales inférieures 29 et 31, apparentes sur la figure 9. 2/ Bloc selon la revendication 1/ caractérisé en ce que les raccordements entre les faces latérales, telles que 19 et les faces frontales latérales, telles que 22 et 23, comportent des goussets, tels que 32. 3/ Bloc selon les revendications 1/ et 2/ caractérisé en ce que les longueurs L1 et L2 des plans de base supérieur 4 et inférieur 2 (figure 1) sont sensiblement égales entreelles et,eller;mêmes, sensiblement égales à la hauteur totale H, que la hauteur d'imbrication h des deux prismes est sensiblement égale au tiers de H et que leurs épaisseurs el et e2 sont sensiblement égales entre elles et elles-mêmes sensiblement égales à h. 4/ Procédé de moulage et de fabrication d'un bloc selon les revendications 1/, 2/ et 3/ caractérisé en ce que le bloc est fabriqué dans un moule constitué par l'assemblage de deux coquilles identiques 33 et 34 complétées par les ceintures supérieure et inférieure, tirants et joints d'assemblage, tels que 35, 36, 37 et 38, ne comportant ni fond en sa partie inférieure ni couvercle en sa partie supérieure, son plan de symétrie, qui est en même temps le plan d'assemblage des deux coquilles, étant perpendiculaire au plan de l'ouverture supérieure, telle que 39, en incluant l'axe de symétrie longitudinal de ladite ouverture; la partie inférieure du moule reposant sur l'aire de fabrication et l'ouverture supérieure servant à l'introduction, à la mise en place et au conditionnement du matériau constitutif du bloc. 5/ Dispositions d'assemblage de blocs selon les revendications 1/, 2/ et 3/ en vue, notamment, de constituer une couche homogène et cohérente d'épaisseur uniforme, caractérisées en ce que les blocs identiques de hauteur totale H sont placés dans des attitudes différentes et selon un plan de pose prédéterminé. 6/ Dispositions d'assemblage de blocs selon les revendications 1/, 2/ et 3/ en vue, notamment, de constituer un barrage continu formé d'une seule ligne de blocs contigus, caractérisées en ce que les faces inférieures des blocs reposent sur un même plan, que les axes longitudinaux des plans de base supérieurs ou des plans de base inférieurs sont alignés ou disposés perpendiculairement en alternance ou disposés obliquement les uns par rapport aux autres. 7/ Dispositions d'assemblage de blocs selon les revendications 1/, 2/ et 3/ en vue, notamment, de constituer un barrage continu formé de plusieurs lignes de blocs adjacentes, caractérisées en ce que les blocs selon la revendication 6/ formant la ligne n soient décalés d'une fraction de H par rapport à chacun des blocs composant la ligne n-l. 8/ Dispositions d'assemblage de blocs selon les revendications 1/, 2/ et 3/ en vue, notamment de constituer des structures complexes, caractérisées en ce que les dimensions de blocs adjacents sont différentes. 9/ Bloc artificiel, procédé de moulage et de fabrication et dispositions d'assemblage de blocs selon les revendications 1/ à 8/, caractérisés en ce que les blocs peuvent être de dimensions réduites, de hauteur H égale à quelques centimètres à fin d'être utilisés pour des expériences ou en vue de constituer des jouets.