Brevet FR2685935A1 — publié le 19930709

La présente invention concerne un procédé destin à empêcher le déplacement d'une baguette profilée d'étanchéité, élastique, placée de manie fixe sur un élément de construction de tunnel, par rapport à cet élément, sous l'effet de forces de friction agissant sur celle-ci lors du montage de cet élément ou d'un autre élément voisin et une baguette profilée d'étanchéité réalisée selon ce procédé. Pour le revêtement de tunnels ou de leur voûte ainsi que pour leur renforcement, on utilise des éléments de construction de tunnel en béton, appelés voussoirs. Ces voussoirs sont adaptés à la forme voûtée du tunnel, c'est-à-dire qu'ils sont cintrés. Pour des raisons technologiques mais avant tout aussi pour des raisons de technique de montage, ces voussoirs ne doivent pas être trop grands. Il faut donc plusieurs éléments juxtaposées sur tout le pourtour de la section transversale du tunnel. Ceux-ci sont alors dimensionnés de manière qu'il reste au sommet de la voûte, un joint plus ou moins largement ouvert dans lequel est inséré un vous soir particulier, nettement moins large qui est appelé aussi clé de voûte.Celle-ci est conique dans la direction longitudinale de la voûte du tunnel, ce qui fait qu'au besoin, elle peut écarter les deux vous soirs qui lui sont adjacents et donc faire en sorte que ceux-ci, le cas échéant aussi les voussoirs qui leur sont adjacents, s'appliquent encore mieux dans l'élément situé au-dessous dans la voûte du tunnel, contre la section transversale entaillée du tunnel. Etant donné que comme il a été dit la clé de voûte est conique, il faut aussi que les deux voussoirs qui lui sont adjacents soient d'une réalisation particuliAre. La particularité réside dans le fait que les faces frontales de ces vous soirs sur lesquelles la clé de voûte doit transmettre son effet de coin, ont ensemble aussi la forme d'un coin.Autrement dit, chacune de ces faces frontales définit un plan qui n'est pas parallèle t l'axe longitudinal du tunnel, comme d'autres faces frontales, mais converge vers cette ligne, c'est- & dire qu'il la coupe en un point éloigné. Mais il n'est pas possible de juxtaposer simplement les voussoirs, car le béton sur le béton n'assure pas l'étanchéité, même lorsque la surface est lisse. L'eau provenant de l'intérieur de la roche qui entoure le tunnel pourrait s'infiltrer dans le tunnel, à travers ces joints. C'est pourquoi chaque voussoir comporte sur ses faces frontales, des baguettes profilées d'étanchéité en matière élastique, montées dans des rainures, qui s'étendent donc ainsi tout autour du voussoir. L'aspect de ces baguettes profilées d'étanchéité est décrit dans la publication internationale W091/07571.La clé de voûte mentionnée plus haut est salement équipée de baguettes de ce type. C'est lorsqu'il s'agit d'enfoncer cette clé de voûte dans le joint conique que se pose un problème. Les baguettes profilées d'étanchéité, placées sur les côtés frontaux convergents en forme de coin, viennent en contact avec les baguettes correspondantes des voussoirs adjacents. Plus la clé de voûte est enfoncée dans la forme du coin, plus les baguettes se touchant les unes les autres, sont fortement comprimées réciproquement. Mais ceci accroit l'adhérence réciproque. Celle-ci devient finalement si importante, au cours de la dernière phase de l'enfoncement que les baguettes profilées d'étanchéité réciproques ne peuvent plus glisser l'une par rapport à l'autre.L'une au moins cède dans son ancrage sur le voussoir. S'il s'agit de la baguette de la clé de voûte, celle-ci reste accrochée à la baguette du vous soir adjacent. Lorsque la clé de voûte est totalement insérée, elle en dépasse et forme & cet endroit un amas de matière qui empêche que la rangée suivante de voussoirs et la clé de voûte ne s'applique & plat et qui de ce fait est comprimé. I1 en résulte une fente par laquelle l'eau peut pénétrer dans le tunnel. I1 peut arriver aussi que cet accrochage de la baguette d'étanchéité ne soit pas compensé seulement par son extension longitudinale (on sait qu'elle est en matière élastique), mais qu'elle se déplace même par rapport au voussoir et donc avec la clé de voûte.A l'extrémité avant, c'est-à-dire & l'extrémité large de la clé de voûte en forme de coin, il n'y a même plus d'étanchéité du tout sur une courte distance, ce qui a pour conséquence les mêmes inconvénients. L'invention a donc pour but d'empêcher qu'une ou même les deux baguettes profilées d'étanchéité ne soient arrachées de leur(s) ancrage(s) dans la rainure et déplacées dans la direction longitudinale. A cet effet on peut imaginer diffrents moyens. L'un des plus évident serait de faire que les baguettes profilées d'étanchéité soient moins hautes, tout au moins celle de la clé de voûte. Mais ceci diminuerait l'effet d'étanchéité, si toutefois ce moyen était valable compte tenu des écarts par rapport aux dimensions nominales, se produisant dans la construction d'un tunnel.Mais comme il ressort aussi du document cité, il est tres important que l'effet d'étanchéité soit élevé, précisément aussi au sommet de la voûte du tunnel, car l'eau qui suinte å cet endroit & travers la roche, parvient dans sa totalité sur la clss de voûte et peut naturellement s'infiltrer le plus facilement à travers les joints, continus à cet endroit. Un autre moyen a donc pour but de réduire le coefficient de friction entre les baguettes profilées d'étanchéité se touchant l'une l'autre. Ceci pourrait s'obtenir par application préalable au pinceau d'un lubrifiant sur la surface de la baguette. Mais ceci entraîne une opération supplémentaire et est avant tout désavantageux parce qu'il n'est pas recommande que les lubrifiants gouttent ou s'écoulent, en particulier parce que le tunnelier se trouve encore directement au-dessous du voussoir monté juste après le creusement et qu'il n'est pas certain que le lubrifiant ne soit pas préjudiciable au bon fonctionnement de cet engin. Un autre moyen, déjt plus d'une fois appliqué, consiste à mieux ancrer encore la baguette profilée d'étanchéité dans la rainure du voussoir, ce qui dans la plupart des cas s'obtient par utilisation d'une colle plus puissante, sous la forme d'un encollage sur les deux faces. La friction de glissement des deux baguettes profilées d'étanchéité l'une sur l'autre ne s'en trouve toutefois pas réduite de sorte que ce moyen aussi ne conduit pas nécessairement à l'effet recherché. Etant donné encore qu'un autre moyen, à savoir le changement de la matière de la baguette profilée d'étanchéité, n'entre pas en ligne de compte car il n'existe pas de matière extrudable qui soit en même temps très élastique et qui présente un faible coefficient de friction de glissement, il a fallu trouver une autre solution avantageuse. Suivant l'invention, celle-ci réside dans un procédé caractérisé par le fait que la baguette profile d'étanchéité est pourvue, sur son pourtour, de moyens qui réduisent l'influence des forces de friction sur l'ancrage de la baguette profilée d'étanchéité sur l'élément de construction de tunnel. La baguette profilée d'6tan- chéité est caractérisée par le fait que la couche est directement place sur ce grand côté et comprend au moins une partie d'une zone qui s'étend du grand côté jusqu'à des canaux disposés à l'intérieur de la baguette profilée d'étanchéité, permettant la compression de la baguette et disposés essentiellement sur une ligne parallèle au grand côté. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Des modes de réalisation de l'invention sont représentés s titre d'exemples non limitatifs aux dessins annexés auxquels la figure 1 représente une première forme de réalisation avec une couche plus dure, uniquement sur une partie de la zone adjacente au grand côté de contact, la figure 2 représente une deuxième forme de réalisation dans laquelle toute la zone est en matière dure, la figure 3 est une vue en perspective de trois éléments de voûte de tunnel, au sommet du tunnel et la figure 4 représente une baguette profilée d'étanchéité selon la figure 2, avant son insertion dans la rainure. Les figures 1 et 2 représentent une baguette profilée d'étanchéité 1 selon la publication internationale W091/07571 déjZ mentionnde. On trouvera des détails concernant sa réalisation dans le document cité. Pour la présente invention, seules les trois ouvertures 2 ainsi que les quatre canaux 3 sont importants. I1 est X noter que pour ces derniers, leurs points 4 les plus hauts se situent tous dans un plan 5. Comme connu par le document cité, la baguette 1 est logée dans une rainure 6 d'un élément de cuvelage de tunnel 7, dit vous soir et ancrée à cet endroit, le plus souvent par collage. La section transversale de la baguette 1 présente deux grands côtés 8, 9. Le grand côté 8 repose sur le fond de la rainure 6. Le grand côté 9, hahituellement parallèle t celui-ci, est le côté qui fait face à un grand côté 9' identique d'une baguette profilée d'étanchéit 1' en vis-z-vis, dans un voussoir adjacent, qui vient en contact avec celle-ci lors du montage ultérieur et qui de ce fait est comprime. La figure 1 représente les deux baguettes 1, 1' et donc leurs grands côtés 9, 9' avant le montage, c'est-à-dire avant leur compression réciproque. I1 est à noter encore que les voussoirs 7, 7' sont des éléments qui présentent quatre petits côtés ou côtés frontaux perpendiculaires l'un à l'autre et que dans chaque côté frontal se situe une rainure avec une baguettes profilées d'étanchéité. La baguette 1 présente directement au-dessous de son grand côté 9, grand côté de contact, une couche 10 qui est réalisée dans une matière plus dure que celle du reste de la baguette. Cette dureté peut être comprise entre 90 et 95 unités Shore A.Une matière aussi dure, mais encore élastique, possède un coefficient de friction de glissement qui est déjà bien inférieur t celui de la matière ordinaire des baguettes. Mais en plus il est ajouté & ce matériau un lubrifiant qui réduit encore ce coefficient. Ce lubrifiant du type d'une cire a pour propriété de diffuser à la surface, & partir de la matière de la baguette profilée d'étanchéité, après l'ajout et après la vulcanisation de celle-ci, et donc de réaliser une surface très glissante. La raison de ce moyen ressort de la figure 3. Celle-ci montre, comme il a été dit, deux voussoirs au sommet d'une voûte de tunnel qui est représentée de manière symbolique seulement par son axe longitudinal A-A. Les deux voussoirs sont des réalisations particulier res en ce que, contrairement aux autres, ils ne sont pas exactement à angle droit, vus de dessus. Leurs deux faces frontales 11 dirigées l'une vers l'autre ne sont en effet pas parallèles à l'axe A-A mentionné, mais forment chacune un plan, ces plans se coupant sur cet axe. Les deux faces frontales 11 convergent donc l'une vers l'autre en forme de coin. Mais entre elles se trouve un joint dans lequel est inséré un élément de voûte de tunnel 12 adapté, la clé de voûte.Celle-ci a donc la forme d'un trapèze, vu de dessus, et ses faces frontales 13 opposées aux faces frontales 11, s'étendent donc aussi l'une vers l'autre en forme de coin, comme le montre la figure, bien que la forme en coin ait été représentée fortement exagérée pour plus de clarté. Toutes les faces frontales sont pourvues, comme on peut le voir aussi, de baguettes profilées d'étanchéité 1. Lors de la mise en place, la clé de voûte 12 a pour fonction de presser l'un contre l'autre, sous une forte pression, les différents voussoirs d'un arc de voûte ; elle écarte donc légèrement les deux voussoirs qui lui sont adjacents, lors de sa mise en place, et ceux-ci poussent à leur tour les voussoirs adjacents & leurs autres extrémités, c'est-à-dire aux faces frontales opposées. De ce fait les baguettes profilées d'étanchéité jointives sont partout fortement comprimées.Mais étant donné que lors de la mise en place de la clé de voûte, les baguettes profilées d'étanchéité réciproques se déplacent l'une par rapport & l'autre et ce, sous une pression croissante, on court le risque que soit l'une soit l'autre de celles-ci soit détachée de son ancrage dans la rainure. Elle peut alors se déplacer dans celle-ci, dans la direction longitudinale. Si ceci se produit pour la baguette profilée d'étanchéité de la clé de voûte, elle reste accrochée à l'autre baguette, pendant que la clé de voûte 12 se déplace encore, et dépasse donc après cela. Lors de la mise en place de l'arc de voûte suivant il en résulte une accumulation de matière qui empêche une application à plat de cet arc de voûte suivant.Si d'autre part la baguette de l'un des voussoirs adjacents, donc par exemple du voussoir 7, est détachée de son ancrage dans la rainure, elle est entraîne sur une courte distance par la clé de voûte 12 ou par sa baguette. Mais à l'extrémité côté entrée de l'ouverture, ce morceau fait défaut, c'est-à-dire qu'il y a & cet endroit un point de fuite par lequel l'eau peut pénétrer dans le tunnel, comme cela a déjà été décrit plus haut. La nature particulière de la baguette profilée d'étanchéité, donc la présence d'une couche 10, empêche l'apparition de ces défauts. Le coefficient de friction de glissement minime autorise une mise en place sans problème. La couche 10 peut, comme i la figure 1, comprendre uniquement la partie de la zone 14 qui s'étend depuis le grand côté de contact 9 jusqu'au plan 5 imaginaire, formé par les pointes 4 des ouvertures 3, c'est-à-dire uniquement sur une partie de son épaisseur d. Mais elle peut aussi comprendre toute la zone 14, comme le montre la figure 2. L'épaisseur à donner à la couche 10 est fonction des conditions locales. Mais la couche 10 n'a pas seulement pour but de réduire fortement le coefficient de friction de glissement, conjointement avec le lubrifiant. Ceci pourrait être assuré uniquement par un lubrifiant. Il faudrait toutefois beaucoup plus de lubrifiant, car la matière souple du reste de la baguette 1 absorberait beaucoup plus de lubrifiant. I1 en faut moins pour le matériau dur; en outre il diffuse mieux à la surface de la baguette, c'est-à-dire sur le grand côté 9. Un autre avantage réside dans le fait que le matériau dur de la couche 10 autorise des rainures 2 et des canaux 3 plus grands que ce n'est le cas pour les baguettes sans couche 10. D'une part, on économise de la matière, d'autre part la partie plus élastique de la baguette d'étanchéité est ainsi plus facilement comprimé. La surface de la section transversale totale de la baguette ne doit pas en effet être supérieur à la section transversale de la rainure 6, car la baguette doit être comprimée Jusqu't cette rainure, lors de la compression, c'est-à-dire qu'elle doit disparaître dans la rainure 6. Plus les canaux 3 et les ouvertures 2 sont grands, plus ceci est facile. Le non-respect de ces règles peut conduire à ce que les bords de la rainure soient écartés, bien qu'ils soient en béton. Un troisième avantage réside dans le fait que grâce à sa matière plus dure, la couche 10 peut aussi mieux résister aux sollicitations en traction se produisant lors de la friction de glissement. Elle agit alors comme une sorte d'armure. Si l'on assemble les quatre baguettes profilées d'étanchéité placées autour de chaque voussoir ou autour de la clé de voûte 12, i leurs extrémités, au moyen de pièces d'angle particulières qui sont vulcanisées sur celles-ci et si ces angles présentent aussi une couche dure, il en résulte un cadre solide dans la matière des baguettes. I1 empêche des déplacements longitudinaux de la partie de cadre soumise à la compression, car les tensions de traction et de compression qui se produisent, se répercutent autour des angles et sont absorbés par les parties de cadre s'étendant perpendiculairement à cette partie de cadre. Du fait du matériau dur de la couche 10, cette dilatation sous l'effet des forces de traction est de toute façon déjà réduite, ce qui se répercute aussi favorablement sur le maintien de la baguette dans sa position initiale. Ces deux moyens, à savoir réduire le coefficient de friction de glissement ainsi que la dilatation, peuvent encore être améliorés. La résistance au glissement peut encore être diminuée en ajoutant au matériau dur de la couche 10, outre l'ajout mentionné, réduisant déjà la friction, un autre matériau électriquement conducteur sous forme de poudre ou de granulés et en connectant alors la couche 10 à un circuit électrique. Du fait de l'échauffement qui en résulte, la couche 10 devient passagèrement plus souple, ce qui facilite le montage de la baguette profilée d'étanchéité et c'est pourquoi ce moyen doit être réalisé avant la pose. Mais après refroidissement, la couche devient à nouveau dure et en particulier sa surface est plus lisse qu'au début. Le coefficient de friction de glissement s'en trouve encore diminué. L'ajout électriquement conducteur peut être ultérieurement utilisé, dans certains cas, longtemps après le montage, pour contrôler la position de la baguette profilée d'étanchéité, sous l'effet d'un éventuel affaissement du tunnel et donc pour contrôler l'effet d'étanchéité de la baguette. Ceci pourrait être réalisé par exemple en utilisant le matériau conducteur cité pour établir un champ magnétique, ses irrégularités pouvant fournir une indication sur d'éventuels défauts d'étanchéité. Pour diminuer davantage la dilatation de la couche 10 il est possible d'ajouter encore des fibres synthétiques. Après vulcanisation, celles-ci se comportent comme une armure et diminuent donc encore la dilatation.Une déformation de la baguette profilée d'étanchéité dans sa direction longitudinale, due aux forces de friction survenant lors de la mise en place de la clé de voûte 12, est ainsi évitée avec une certitude presque totale. Tandis que les moyens qui viennent d'être décrits servent avant tout à réduire directement l'effet des forces de friction sur la baguette profilée d'étanchéité, il est possible de prévoir aussi comme autre moyen supplémentaire, d'améliorer l'ancrage de la baguette dans la rainure 6. Ceci peut s'effectuer d'une part par le collage sur les deux faces déjà mentionnées qui possède un bon effet de collage. Son emploi est toutefois complexe, car l'ajout ne peut se faire que sur le site. Il est donc avantageux de n'utiliser une colle que sur une face, mais son temps de prise est généralement plus long. Pour empêcher un déplacement de la baguette profilée d'étanchéité pendant ce temps et pour empêcher aussi ultérieurement un déplacement longitudinal dans la rainure 6, il est prévu des nervures d'ancrage 15. Celles-ci se trouvent sur les petits côtés 16 de la baguette 1, c'est-à-dire sur les côtés qui forment un angle avec le grand côté inférieur 8 et qui font face aux parois de la rainure 6. On obtient non seulement un ancrage jusqu'à ce la colle ait durci, mais les nervures 15 donnent aussi un très bon ancrage à l'égard des forces de friction agissant dans la direction longitudinale de la rainure, lors de la mise en place de la clé de voûte 12. Ceci est particulièrement le cas lorsque, comme représenté à la figure 4, ces nervures 15 ont la forme de crochets qui sont dirigés vers le haut. Elles empêchent non seulement des déplacements longitudinaux, mais par suite de leurs pointes dirigées vers le haut, elles empêchent aussi que la baguette ne ressorte éventuellement de la rainure. REVENDICATIONS 1. Procédé destiné à empêcher le déplacement d'une baguette profilée d'étanchéité, élastique, place de manière fixe sur un élément de construction de tunnel, par rapport & cet élément, sous l'effet de forces de friction agissant sur celle-ci lors du montage de cet élément ou d'un autre élément voisin, caractérisé en ce que la baguette profilée d'étanchéité est pourvue, sur son pourtour, de moyens (10, 15) qui réduisent l'influence des forces de friction sur l'ancrage de la baguette profilée d'étanchéité sur l'élément de construction de tunnel (7, 12). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu comme moyen, une couche (10) qui est appliquée sur la surface de la baguette profilée d'étanchéité, soumise aux forces de friction, et qui est réalisée dans un matériau plus dur que le matériau de la baguette profilée d'étanchéité, moins sujet & des forces de friction, mais encore élastique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est ajouté à ce matériau plus dur un lubrifiant abaissant encore son coefficient de friction de glissement. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est encore ajouté au matériau de la couche, une poudre électriquement conductrice ou un granulat et en ce qu'ensuite, au moins la couche 10 est raccordée à un circuit électrique, pour son chauffement provisoire suivi d'une autre réduction du coefficient de friction de glissement, résultant du refroidissement suivant. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que cet échauffement s'effectue avant le montage de la baguette profilée d'étanchéité sur l'élément de construction de tunnel. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est encore ajouté au matériau de la couche, des fibres synthétiques pour le durcir davantage et donc réduire son extensibilité sous l'action des forces de friction. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu comme moyen, sur la section transversale de la baguette profilée d'étanchéité (1), des nervures d'ancrage (15), faisant saillie des deux côtés de celle-ci, qui sont disposées de telle sorte qu'elles ancrent la baguette profilée d'étanchéité (1) dans une rainure (6), disposée en dernier, pour sa mise en place sur l'élément de construction de tunnel (7, 12), contre un éventuel déplacement longitudinal dans cette rainure, dû 2 l'action des forces de friction. 8. Raguette profilée d'étanchéité réalisée selon le procédé de la revendication 1, dont la section transversale présente deux grands côtés (8, 9) opposés l'un à l'autre et au moins deux petits côtés formant un angle par rapport au premier, qui sont destinés, conjointement avec un grand côté (9), à constituer l'appui de la baguette (1) dans une rainure (6) de l'élément de construction de tunnel (7, 12), tandis que l'autre grand côté (9) sert & l'application étanche contre un grand côté (9') identique d'une baguette (1'), dans un élément de construction de tunnel adjacent, caractérise en ce que la couche (10) est directement placée sur ce grand côté (9) et comprend au moins une partie d'une zone (14) qui s'étend du grand côté (9) jusqu' des canaux (3) disposés & l'intérieur de la baguette profilée d'étanchéité, permettant la compression de la baguette et disposés essentiellement sur une ligne (5) parallèle au grand côté (9). 9. Baguette profilée d'étanchéité selon la revendication 8, caractérisée en ce que la couche (10) comprend toute la zone (14) et s'étend jusqu'aux points (4), sur le pourtour des canaux (3), qui sont le moins éloignés du grand côté (9). 10. Baguette profilée d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que de chacun des petits côtés dépasse une nervure (15) qui est destinée à s'ancrer sur la paroi correspondante de la rainure (2) de l'élément de construction de tunnel (7, 12). 11. Baguette profilée d'étanchéité selon la revendication 10, caractérisée en ce que la nervure d'ancrage est conçue i la manière d'un crochet.