Brevet FR2702784A1 — publié le 19940923

ELENENT DE CONSTRUCTION D'UN OUVRAGE DE SOUTENENENT ET NUR DE SOUTENENENT L'invention concerne un élément de construction d'un ouvrage de soutènement et un mur de soutènement réalisé à partir de tels éléments de construction. On connaît déjà de nombreux types d'éléments de construction, généralement constitués de blocs pleins monolithiques en béton qui sont assemblés et/ou empilés sans apport de mortier ou de liant pour réaliser des ouvrages de soutènement, notamment des murs de soutènement de talus, en bordure de routes, d'autoroutes, de quais ou autres sites de construction, ou même des murs d'escalade. Généralement, les blocs sont de forme globalement parallélipèdique et ne permettent pas de variations importantes dans leur mode d'assemblage. Egalement, on prévoit souvent un moyen de liaison entre les blocs de façon à améliorer la résistance à la poussée horizontale engendrée par la terre à soutenir. Dans une forme de réalisation connue, les blocs sont liés grâce à des clavettes engagées dans des rainures de formes complémentaires ménagées dans des faces en regard de deux blocs adjacents et/ou superposés. Dans ce cas néanmoins, la forme de la clavette qui doit être fabriquée spécifiquement engendre un coût supplémentaire. Par ailleurs, ces blocs destinés à former des murs poids sont lourds et donc d'une manutention délicate.Enfin, il est souhaitable de prévoir des possibilités d'écoulement des eaux entre les éléments afin d'éviter qu'une poussée hydraulique trop importante ne déstabilise l'ouvrage qui n'est pas conçu à cet égard. L'invention vise à pallier ces inconvénients. L'invention a donc pour objet de proposer un élément de construction qui, de par sa forme, fournisse des possibilités importantes de variation du mode d'assemblage des éléments entre eux, notamment pour permettre d'adapter le mode d'assemblage aux impératifs mécaniques et/ou économiques et/ou esthétiques, ou autres de l'ouvrage à réaliser. L'invention a également pour objet de proposer un élément de construction qui permette le clavetage des éléments entre eux d'une façon économique. L'invention a également pour objet de proposer un élément de construction qui incorpore des moyens facilitant sa manutention en toute sécurité. L'invention a également pour objet de proposer un élément de construction qui facilite, de par sa forme, le placement des éléments de construction les uns par rapport aux autres. L'invention a également pour objet de proposer un élément de construction qui incorpore des moyens facilitant l'écoulement des eaux horizontalement, à travers l'ouvrage à réaliser. L'invention vise également à proposer un mur de soutènement dont la forme générale et les caractéristiques mécaniques et/ou économiques et/ou esthétiques peuvent être choisies parmi une gamme étendue de possibilité. Pour ce faire, l'invention concerne un élément de construction d'un ouvrage de soutènement caractérisé en ce qu'il a au moins globalement la forme d'un prisme droit à bases trapézoïdales isocèles comprenant donc une grande face et une petite face parallèles l'une à l'autre et deux faces inclinées de mêmes dimensions joignant la petite face et la grande face de chaque côté. Selon l'invention, les faces inclinées forment avec la grande face un angle compris entre 45 et 750 notamment de l'ordre de 600 ; la petite face a la même longueur que les faces inclinées ; la longueur de la grande face est de l'ordre du double de celle de la petite face ; la petite face est au moins sensiblement carrée. L'invention concerne également un élément de construction d'un ouvrage de soutènement du type comprenant des rainures de clavetage caractérisé en ce que chaque rainure de clavetage a une section droite transversale demi-circulaire. L'élément selon l'invention comporte au moins une rainure de clavetage sur chaque base trapézoïdale et plus particulièrement une rainure de clavetage par base trapézoïdale, qui est située à mi-distance des grandes et petites faces. Les rainures de clavetage s'étendent parallèlement aux petite et grande faces. L'invention concerne également un élément de construction pour ouvrage de soutènement caractérisé en ce qu'il comporte au moins une percée traversante entre deux de ses faces externes opposées, notamment entre ses petite et grande faces. Selon l'invention, la percée traversante s'étend selon un axe principal de symétrie de l'élément. Et selon l'invention, la percée traversante débouche sur chaque face sur un renfoncement médian en retrait de cette face permettant le passage d'une élingue de manutention sans former de saillie à l'extérieur du volume d'enveloppe de l'élément. L'invention concerne également un élément de construction pour ouvrage de soutènement caractérisé en ce que chacune de ses faces externes comporte soit une rainure de clavetage médiane, soit un renfoncement médian. L'invention concerne également un tel élément de construction dont les petite et grande faces comportent chacune une renfoncement médian en retrait. Selon l'invention, le renfoncement médian de la grande face a une largeur supérieure ou égale à celle de la petite face et le renfoncement médian de la petite face a une largeur supérieure ou égale à celle de la portion restant en saillie de la grande face de part et d'autre de son renfoncement médian. De plus, chaque face inclinée comporte au moins un renfoncement en retrait - notamment médian s'étendant entre les bases trapezoïdales -. L'invention concerne également un tel élément de construction qui est constitué d'un bloc plein monolithique - notamment en béton -. Et l'invention concerne également un mur de soutènement caractérisé en ce qu'il est constitué d'un assemblage et/ou d'un empilage, sans mortier ni liant d'éléments selon l'invention. Selon l'invention, les éléments sont assemblés et/ou empilés en reposant sur une de leurs bases trapézoïdales horizontales, des clavettes cylindriques étant insérées entre les éléments adjacents et/ou en reposant sur une de leurs faces inclinées ; et/ou en reposant sur leur petite face et/ou leur grande face. Ces modes d'assemblage et/ou d'empilage des éléments entre eux peuvent être combinés. L'invention concerne également un élément de construction et un mur de soutènement comprenant en combinaison tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. L'élément de construction selon l'invention permet, de par sa forme, de grandes possibilités d'assemblage dont les caractéristiques mécaniques et/ou économiques (la densité et le coût matière de l'ouvrage ainsi constitué pouvant varier) et/ou esthétiques peuvent être modulées selon les besoins. De plus, les rainures demi-circulaires de clavetage permettent l'utilisation de clavettes cylindriques réalisées à partir de simples tubes. La présence des renfoncement médians permet également de réaliser pour partie et dans certains cas un assemblage du type tenon/mortaise ou un clavetage entre deux renfoncements en regard.. La percée traversante et les renfoncements permettent l'écoulement des eaux de drainage horizontalement à travers l'ouvrage.Et la percée traversante permet une manutention aisée grâce à une élingue qui peut être installée ou enlevée alors même que les éléments sont assemblés et/ou empilés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles Les figures 1 à 4 sont des vues respectivement de dessus, de devant, de derrière et de gauche d'un mode de réalisation préférentiel d'un élément de construction selon l'invention reposant sur l'une de ses bases trapézoïdales. Les figures 5 à 14 illustrent de façon non limitative divers exemples d'assemblage d'éléments de construction selon l'invention pour former un mur de soutènement selon l'invention. Les figures 1 à 4 représentent un élément 1 de construction selon l'invention sous la forme d'un bloc de béton plein monolithique, moulé vibré qui a au moins globalement la forme d'un prisme droit définissant deux bases 5 identiques parallèles l'une à l'autre trapézoïdales isocèles ; une grande face 2 et une petite face 3 parallèles l'une à l'autre et perpendiculaires aux grands côtés respectivement aux petits côtés des bases 5 trapézoïdales ; et deux faces latérales inclinées 4 perpendiculaires aux côtés inclinés des bases 5 trapezoïdales et reliant la grande face 2 et la petite face 3. L'expression "a au moins globalement la forme" signifie que le volume enveloppe de cet élément 1 de construction a la forme d'un tel prisme droit même si toutes les faces de l'élément 1 ne correspondent pas nécessairement intégralement aux faces d'un tel prisme. Un tel élément de construction 1 en forme de prisme droit à bases trapézoïdales procure des possibilités d'assemblage extrêmement grandes. Selon l'invention, les faces inclinées 4 forment avec la grande face 2 un angle a compris entre 45 et 75 , notamment de l'ordre de 60". Plus particulièrement, la valeur de l'angle a de l'ordre de 600 procure de nombreux avantages lors de l'assemblage des éléments 1, notamment lorsque les éléments 1 reposent sur une de leurs faces inclinées 4, et réalise un compromis permettant à la fois de bénéficier des avantages des bases 5 trapézoïdales tout en évitant de fragiliser à l'extrême les coins à angle aigu entre les faces inclinées 4 et la grande face 2. Par ailleurs selon l'invention, la petite face 3 a la même largeur que les faces inclinées 4, et la largeur de la grande face 2 est de l'ordre du double de celle de la petite face 3. Et la petite face 3 ainsi que les faces inclinées 4 sont au moins sensiblement identiques et carrées, et la grande face 2 est un rectangle correspondant à deux telles faces 3 ou 4. Par ailleurs, toutes les arêtes de liaison des faces externes 2, 3, 4, 5 entre elles deux à deux sont arrondies. L'élément 1 de construction selon l'invention peut avoir une largeur (distance entre la grande face 2 et la petite face 3) de l'ordre de 1 mètre, une hauteur (distance entre les deux bases trapézoïdales 5) correspondant à la largeur de la petite face 3 et des faces inclinées 4 de l'ordre de 1 m, notamment 1,16 m, la largeur de la grande face 2 étant de l'ordre de 2 m, notamment 2,32 m. Son volume total est alors de l'ordre de 2m3 de sorte qu'il peut peser environ 5 tonnes. Par ailleurs, les formes et dimensions ci-dessus sont telles que l'élément de construction selon l'invention peut reposer sur l'une quelconque de ses faces externes 2, 3, 4, 5 en équilibre stable. L'élément 1 de construction selon l'invention comporte des rainures de clavetage 6 chacune d'entre elles ayant une section droite transversale semi-circulaire. De telles rainures de clavetage 6 peuvent être prévues au moins sur chacune de deux de ses faces opposées. Selon l'invention, on prévoit une rainure de clavetage 6 sur chaque base 5 trapézoïdale, chaque rainure de clavetage 6 s'étendant parallèlement à et à mi-distance des grande et petite faces 2, 3. Chaque rainure de clavetage 6 a par exemple un diamètre de l'ordre de 0,13 m. On peut ainsi utiliser des clavettes 16 en forme de tube cylindrique. Ces clavettes peuvent être réalisées sous la forme d'un tube en PVC rempli de béton ou sous la forme d'un tube creux par exemple un tube de fonte.Les clavettes peuvent être constituées de portions de tube insérées à la jonction entre les éléments 1 de construction ou s'étendre en continu le long de toutes les rainures de clavetage 6. Dans ce dernier cas, et lorsque les clavettes 16 sont des tubes creux, on peut utiliser ces clavettes creuses pour faire passer les câbles hydrauliques et/ou pneumatiques et/ou électriques. Par exemple, on peut insérer dans un tube cylindrique creux formant clavette pour les éléments 1, un câble électrique déclenchant, lorsqu'il est coupé, un signal d'alarme. Dès lors, lorsque l'assemblage et/ou l'empilement des éléments 1 de construction est détérioré, la rupture de ce câble électrique peut entraîner le déclenchement d'une alarme. L'élément 1 de construction selon l'invention comporte également au moins une percée traversante 7 s'étendant entre deux de ses faces externes opposées 2, 3, 4, 5. La percée traversante 7 s'étend selon un des axes principaux de symétrie de l'élément 1. Dans le mode de réalisation représenté, et selon l'invention, la percée traversante 7 s'étend entre la petite face 3 et la grande face 2, à mi distance entre les deux bases trapézoïdales 5. Par ailleurs, chacune des faces 2, 3 de l'élément 1 sur laquelle débouche la percée traversante 7 comporte un renfoncement médian 8,9 s'étendant en retrait de cette face 2, 3 pour permettre le passage d'une élingue 11 de manutention dans la percée traversante 7 et le long des faces 2, 3 sans former de saillie à l'extérieur du volume d'enveloppe de l'élément 1 (figure 4). Les renfoncements médians 8, 9, en retrait sont donc en retrait par rapport au plan principal de la face 2, 3 d'une distance supérieure ou égale à l'épaisseur normale de l'élingue 11 destinée à servir pour porter l'élément 1. Par exemple, ce retrait est compris entre 2 et 5 cm.Ainsi, selon l'invention, la grande face 2 et la petite face 3 comportent chacune un renfoncement médian 8, 9 en retrait s'étendant sur toute la hauteur des grande et petite face 2, 3 perpendicualriement aux et entre les bases trapezoïdales 5. Egalement, chaque face inclinée 4 comporte au moins un renfoncement ou rainure en retrait, notamment un renfoncement médian 10 en retrait. Un tel renfoncement médian 10 en retrait des faces inclinées 4 permet lorsqu'il s'étend perpendiculairement et entre les bases trapézoïdales 5 de bloquer la face inclinée 4 par rapport à la petite face 3 sur laquelle elle peut reposer (cas de la figure 10) grâce à l'utilisation d'une clavette préfabriquée ou en béton coulé en place interposée entre deux renfoncements en regard. Par ailleurs, les renforcements 8, 9, 10 s'étendent horizontalement perpendiculairement au mur de soutènement (cas des figures 5, 6 et 12), ils favorisent l'écoulement des eaux horizontalement à travers le mur. L'écoulement des eaux peut également se faire par la percé traversante 7. Par ailleurs, les renfoncements médians 8, 9, en retrait de la grande face 2 et de la petite face 3 peuvent servir de logement de réception de portions de bordure 12, 13 en saillie par rapport aux renfoncements 8, 9 de ces faces 2, 3, ou de logement de réception d'une autre face 3, 4. Ainsi, selon l'invention, le renfoncement médian 8 de la grande face 2 a une largeur supérieure ou égale à la largeur de la petite face 3 qui peut donc être insérée dans le renfoncement médian 8 de la grande face 2 d'un autre élément 1. Egalement, le renfoncement médian 9 de la petite face 3 a une largeur supérieure ou égale à celle de la portion 12 restant en saillie de la grande face 2 de part et d'autre de son renfoncement médian 8, de sorte qu'une telle portion 12 en saillie peut être reçue dans le renfoncement médian 9 d'une petite face 3 d'un autre élément 1. Dans l'exemple susmentionné, le renfoncement médian 8 de la grande face 2 a par exemple une largeur de l'ordre de 1,30 m, et le renforcement médian 9 de la petite face 3 et le renforcement médian 10 de chaque face inclinée ont par exemple une largeur de 0,60 m. Selon l'invention, chaque renfoncement médian 8, 9, 10 s'étend parallèlement à et sur toute la longueur d'un des côtés de la face 2, 3, 4 correspondante. Et chacune des faces externes 2, 3, 4, 5 d'un élément 1 selon l'invention comporte soit une rainure de clavetage 6 médiane, soit un renfoncement médian 8, 9, 10. Par ailleurs, les extrémités libres 14, 15 de la percée traversante 7 débouchant sur la grande face 2 et sur la petite face 3 sont évasées, par exemple constituées d'un logement de plus grand diamètre que le diamètre courant de cette percée traversante cylindrique 7. De la sorte, ces extrémités 14, 15 peuvent recevoir la tête d'un tire-fond ou un boulon qui ne saille pas par rapport à la surface de renfoncement médian 8, 9. De plus, l'élingue 11 ne vient pas au contact d'une arête à angle aigu. La figure 5 représente un premier mode de réalisation d'un mur de soutènement selon l'invention dans lequel les éléments 1 sont assemblés et/ou empilés, reposant sur leur petite face 3 et/ou sur leur grande face 2. Deux éléments 1 qui se jouxtent sur une même rangée horizontale sont orientés tête bêche. Plusieurs niveaux peuvent être superposés. Les éléments 1 de deux niveaux différents peuvent être alignés verticalement ou décalés les uns par rapport aux autres. La figure 6 représente en perspective un mode de réalisation similaire à celui de la figure 5 dans lequel les niveaux superposés sont décalés de telle façon que les portions de bordure en saillie 12, 13 des grande faces 2 et petites faces 3 sont reçues dans les renfoncements 8, 9 des éléments 1 du niveau inférieur. La figure 8 représente en perspective un autre mode de réalisation d'un mur selon l'invention dans lequel les éléments 1 reposent sur l'une de leurs faces inclinées 4 et sont disposés parallèles les uns aux autres, en contact les uns des autres par leurs bases trapézoïdales 5. Les éléments sont alignés dans une direction perpendiculaire aux bases trapézoïdales 5 qui sont en contact sur toute leur surface. La figure 7 est une vue de gauche de la façade du mur de soutènement représenté à la figure 8. La figure 9 représente en perspective un autre mode de réalisation d'un mur de soutènement selon l'invention dans lequel les éléments 1 sont assemblés et/ou empilés en reposant sur leur base trapézoïdale horizontale 5, des clavettes cylindriques de révolution 16 étant insérées entre les éléments 1 superposés et adjacents, dans les rainures de clavetage 6. Les clavettes 16 sont uniquement constituées de portions de tube placées à la jonction de deux éléments 1 adjacents qui délimitent une même rangée et entre deux niveaux d'éléments 1. En variante, les rainures de clavetage 6 des éléments 1 d'un même niveau étant alignées les unes aux autres, les clavettes 16 peuvent être constituées d'un même tube s'étendant sur toute la longueur du niveau correspondant. Dans le mode de réalisation de la figure 9, les éléments 1 d'un même niveau sont placés tête bêche deux à deux.Le mode de réalisation de la figure 13 est une variante de celui de la figure 9 dans lequel les éléments 1 d'un même niveau sont orientés dans le même sens, c'est-à-dire avec leurs petites faces 3 orientées dans le même sens. La densité du mur de soutènement est alors beaucoup plus faible. Les niveaux d'éléments 1 empilés l'un sur l'autre sont placés tête bêche. On forme ainsi des ouvertures 17 horizontales dans le mur de soutènement. Ces ouvertures 17 peuvent servir à recevoir des plantations visibles de la façade extérieure du mur. En variante, on pourrait également prévoir que tous les éléments 1 du mur soient tous orientés dans le même sens quel que soit leur niveau. Dans la variante de la figure 10, les éléments 1 inférieurs reposent sur leur grande face 2 et se jouxtent les uns aux autres par leur base trapézoïdale 5. Les éléments 1 de niveau supérieur reposent sur leur face inclinée 4 en appui sur les petites face 3 des éléments 1 inférieurs. Sur la figure 12, on voit que la face inclinée 4 d'un élément 1 supérieur peut reposer dans un renfoncement médian 8 d'une grande face 2 d'un élément 1 inférieur. Sur les figures 11 et 14, on a représenté un mode de réalisation dans lequel les éléments 1 reposent sur leur base trapézoïdale 5 et se jouxtent deux à deux par leur grande face 2 et/ou leur petite face 3. Dans ce cas, on peut soit orienter les éléments 1 dans le même sens (figure 11), soit monter et disposer les éléments 1 tête bêche (figure 14). On peut également réunir les éléments 1 d'un même niveau par série grâce à des boulons 18 de grande longueur. On renforce ainsi la cohésion du mur. Le mode de réalisation de la figure 11 peut par exemple également servir pour former un brise-lames, les eaux venant se briser sur les angles aigus formés entre les faces inclinées 4 et les grandes faces 2. L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes par rapport aux modes d'assemblage et d'empilage représentés sur les figures. L'élément 1 de construction fournit en effet un très grand nombre de possibilités. En particulier, le mur de soutènement peut prendre naturellement une inclinaison par rapport à la verticale résultant de l'angle formé entre les faces inclinées 4 et les grandes faces 2 (figures 8 et 10). Les percées traversantes 7 facilitent la manutention de l'élément 1, aussi bien pour la construction du mur de soutènement ou pour sa démolition et la récupération des éléments 1. REVENDICATIONS 1. Elément de construction d'un ouvrage de soutènement caractérisé en ce qu'il a au moins globalement la forme d'un prisme droit à bases (5) trapézoïdales isocèles comprenant donc une grande face (2) et une petite face (3) parallèles et deux faces inclinées (4). 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un bloc plein monolithique notamment en béton. 3. Elément selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les faces inclinées (4) forment avec la grande face (2) un angle (a) compris entre 45 et 750, notamment de l'ordre de 600. 4. Elément selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la petite face (3) a la même largeur que les faces inclinées (4). 5. Elément selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la petite face (3) est au moins sensiblement carrée. 6. Elément selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la largeur de la grande face (2) est de l'ordre du double de celle de la petite face (3). 7. Elément selon l'une des revendications 1 à 6 comprenant des rainures de clavetage (6) caractérisé en ce que chaque rainure de clavetage (6) a une section droite transversale demi-circulaire. 8. Elément selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une rainure de clavetage (6) sur chaque base trapézoïdale (5). 9. Elément selon l'une des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que les rainures de clavetage (6) s'étendent parallèlement aux petite et grande faces (3, 2). 10. Elément selon l'une des revendications 7 à 9 caractérisé en ce qu'il comporte une rainure de clavetage (6) par base trapézoïdale à mi-distance des grande et petite faces (2, 3). 11. Elément selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'il comporte au moins une percée traversante (7) entre deux de ses faces extrêmes opposées (2, 3, 4, 5). 12. Elément selon la revendication 11, caractérisé en ce que la percée traversante (7) s'étend selon son axe principal de symétrie. 13. Elément selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'il comporte une percée traversante (7) entre ses petite et grande faces (3, 2). 14. Elément selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la percée traversante (7) débouche sur chaque face (2, 3) dans un renfoncement médian (8, 9) en retrait de cette face (2, 3) permettant le passage d'une élingue (11) de manutention sans former de saillie à l'extérieur du volume d'enveloppe de l'élément. 15. Elément selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ses petite et grande faces (3, 2) comportent chacune un renfoncement (9, 8) médian en retrait. 16. Elément selon la revendication 15, caractérisé en ce que le renfoncement médian (8) de la grande face (2) a une largeur supérieure ou égale à celle de la petite face (3). 17. Elément selon l'une des revendications 15 et 16, caractérisé en ce que le renfoncement médian (9) de la petite face (3) a une largeur supérieure ou égale à celle de la portion (12) restant en saillie de la grande face (2) de part et d'autre de son renfoncement médian (8). 18. Elément selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que chaque face inclinée (4) comporte au moins un renfoncement (10) en retrait. 19. Elément selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que chacune de ses faces externes (2, 3, 4, 5) comporte soit une rainure de clavetage (6) médiane soit un renfoncement médian (8, 9, 10). 20. Mur de soutènement caractérisé en ce qu'il est constitué d'un assemblage et/ou d'un empilage sans mortier ni liant d'éléments (1) selon l'une des revendications 1 à 20. 21. Mur selon la revendication 20, caractérisé en ce que des éléments (1) sont assemblés et/ou empilés en reposant sur leurs bases trapézoïdales, des clavettes cylindriques (16) étant insérées entre les éléments adjacents (1). 22. Mur selon l'une des revendications 20 et 21, caractérisé en ce que des éléments (1) sont assemblés et/ou empilés en reposant sur de leurs faces inclinées (4). 23. Mur selon l'une des revendications 20 à 22, caractérisé en ce que des éléments (1) sont assemblés et/ou empilés en reposant sur leur petite face (3) et/ou leur grande face (2).