Brevet FR2712655A1 — publié le 19950524

L'invention concerne un joint d'étanchéité destiné & être interposé entre une pièce moulée et une partie extérieure et s'applique spécialement à la réalisation de l'étanchéité entre des voussoirs préfabriqués. Pour la réalisation d'une galerie souterraine, il est généralement nécessaire, après avoir foré le tunnel au moins sur une certaine longueur, de mettre en place un revêtement bétonné qui peut avantageusement être constitué à partir d'éléments préfabriqués en béton. En particulier, si le tunnel présente une section transversale circulaire, on utilise des voussoirs identiques couvrant chacun un secteur angulaire de la section. Chaque voussoir est constitué d'une pièce moulée comportant deux faces circulaires parallèles, respectivement externe et interne, couvrant chacune un secteur cylindrique, deux faces planes parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe du cylindre, et deux faces latérales qui convergent vers l'axe du cylindre. On peut aussi réaliser, en éléments préfabriqués, des galeries à section non circulaire, comprenant, par exemple, en section droite, un radier sensiblement plan, deux parois latérales et une paroi supérieure en forme de voûte. Généralement, on doit craindre des venues d'eau et il faut assurer l'étanchéité, le long des quatre faces latérales, en interposant, entre les faces en regard de deux éléments adjacents, un joint d'étanchéité constitué, par exemple, d'une garniture en matière élastique logée dans deux encoches opposées. Mais on peut aussi fixer à l'avance la garniture sur l'élément correspondant, en laissant dépasser au moins une partie en saillie qui se trouve comprimée à la pose de l'élément adjacent, ce dernier pouvant également être muni d'une garniture. L'épaisseur du joint laissée en saillie doit être seulement un peu supérieure à la largeur du jeu existant entre deux éléments ou à la moitié de celui-ci lorsque l'on utilise deux garnitures, de façon que chacune d'elle soit juste assez comprimée pour assurer l'étanchéité. Cependant, il n'est pas assuré d'obtenir à coup sûr un tel résultat. En effet, la qualité de l'étanchéité entre deux pièces moulées dépend de l'état de surface et de la géométrie des parties en appui, les pièces étant réalisées avec une certaine tolérance. En pratique, les jeux entre éléments adjacents peuvent varier au-delà de la tolérance permise et, s'ils sont trop forts, l'étanchéité peut ne pas être assurée, le joint n'étant pas suffisamment comprimé. L'invention permet de remédier à de tels inconvénients grâce à un profil original du joint qui permet d'augmenter les tolérances permises en adaptant l'épaisseur, et même la nature, du joint aux diverses circonstances. Par ailleurs, l'invention peut trouver d'autres utilisations, chaque fois qu'il y a lieu d'assurer l'étanchéité entre deux pièces adjacentes. Par exemple, lorsque l'on doit réaliser l'étanchéité entre une pièce telle qu'un voussoir et une partie extérieure comme, par exemple, un tunnelier, ou tout autre pièce, il peut être nécessaire d'utiliser des joints spéciaux adaptés & chaque fois, par exemple, à la charge à supporter par le joint, à la rugosité de la surface sur laquelle le joint prend appui et au jeu prévu entre les deux éléments. L'invention concerne donc, d'une façon générale, un joint d'étanchéité destiné à être interposé entre une pièce moulée et une partie extérieure et comprenant une garniture en matière déformable comportant une partie interne fixée sur la pièce et une partie externe s'étendant en saillie dans l'intervalle entre la pièce et la partie extérieure, sur une distance pouvant varier par déformation du joint. Conformément à l'invention, la partie externe de la garniture comporte deux lèvres déformables encadrant une rainure s 'étendant sur au moins une partie de la longueur de la garniture, et celle-ci peut être associée à un élément d'étanchéité auxiliaire constitué d'au moins une section de profilé ayant une largeur un peu supérieure à celle de la rainure et susceptible d'être introduit et maintenu de façon amovible dans la rainure par écartement des lèvres déformables, ledit profilé s'étendant sur au moins une partie de la garniture et faisant saillie vers l'extérieur de la partie externe de façon à améliorer l'étanchéité sur la partie de la garniture couverte par ledit profilé. Une telle disposition permet de varier l'épaisseur effective du joint d'étanchéité et de compenser ainsi plus facilement des défauts de jointure dûs par exemple aux tolérances de fabrication des pièces moulées. En outre cette disposition permet d'adapter le joint d'étanchéité, par le choix de l'élément auxiliaire, à la nature de la partie extérieure venant en appui sur la pièce moulée et aux contraintes auxquelles l'assemblage particulier est soumis. L'invention concerne également les caractéristiques ciaprès, considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles: - La partie interne de fixation de la garniture présente une section élargie pénétrant dans l'épaisseur de la pièce moulée pour le maintien de la garniture. - La partie interne de fixation de la garniture est scellée dans la pièce lors du moulage de celle-ci. A cet effet, il est particulièrement avantageux d'utiliser la rainure centrale de la partie externe de la garniture en fixant celle-ci de façon amovible, avant la coulée de la matière de moulage, sur une partie de maintien profilée ménagée sur le moule de fabrication de la pièce et sur laquelle peut s'engager par clipsage la rainure de la garniture. - Lors du moulage de la pièce, celle-ci est munie d'une rainure ayant une section creuse en queue d'aronde; la partie interne de la garniture présente une section conjuguée de la rainure et est introduite dans celle-ci par déformation. - La partie interne de fixation de la garniture est collée sur la pièce après le moulage et le durcissement de celle-ci. - La rainure de la garniture présente, en section transversale, une forme creuse en queue d'aronde pour le maintien par clipsage de l'élément auxiliaire. - La partie externe de la garniture comporte, dans au moins une des lèvres, au moins un évidement s'étendant sensiblement parallèlement à l'étendue longitudinale du joint. Cette disposition facilite la déformation de la garniture et apporte notamment une plus grande flexibilité à au moins une des lèvres de la garniture. Ainsi, le clipsage et le déclipsage de l'élément auxiliaire sont rendus plus faciles. - Pour permettre la déformation des lèvres, la partie externe de la garniture est munie d'au moins deux évidements placés respectivement, de part et d'autre de la rainure. - La garniture peut être munie, au-dessous de la rainure, d'au moins un évidement permettant la déformation de la partie interne. Les dimensions de cet évidement sont déterminées de façon à donner à la garniture une compressibilité optimale. - L'élément auxiliaire est un profilé déformable en un matériau différent de celui de la garniture. - L'élément auxiliaire est un profilé déformable à section transversale ronde, par exemple approximativement circulaire ou elliptique. Mais il pourrait aussi présenter tout autre forme avantageuse, par exemple rectangulaire. Le profilé peut être constitué aussi bien par un élément creux que par un élément plein. - L'élément auxiliaire est un profilé déformable ayant une section transversale en forme générale de champignon comportant une partie interne en forme de queue d'aronde conjuguée de la forme de la rainure de la garniture et une partie arrondie convexe s'étendant en saillie à l'extérieur de la garniture. Cette disposition présente un intérêt particulier pour les cas où l'élément auxiliaire doit avoir une largeur assez importante, c'est-à-dire lorsque l'élément auxiliaire doit couvrir une partie assez importante de la face externe de la garniture et dans le cas, où des rayures, mêmes résiduelles, sur la surface d'appui, ou bien une accumulation de poussière ou autre matière sèche ou humide pourraient, à long terme et notamment sous influence de vibrations des pièces moulées assemblées, être nuisibles à l'efficacité de la garniture. - L'élément auxiliaire est un profilé déformable en un matériau hydrogonflant. L'invention couvre également un voussoir préfabriqué pour la réalisation d'une paroi étanche continue et comportant, au moins le long de certaines de ses faces, une garniture d'étanchéité selon l'invention, susceptible d'être équipée d'un élément auxiliaire d'étanchéité s'étendant sur au moins une partie de la longueur de la garniture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins. Dans ces dessins: La Figure 1 montre, en section transversale, un joint d'étanchéité dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le joint étant muni d'un élément auxiliaire à section transversale circulaire; La Figure 2 montre une variante du joint représenté sur la Figure 1, la variation portant sur le fait que l'élément auxiliaire a une section transversale en forme générale de champignon; La Figure 3 est une vue de détail d'un voussoir équipé d'un joint d'étanchéité selon l'invention; et La Figure 4 est une vue de détail schématique, en coupe transversale d'un moule de coulée d'une pièce en béton comportant un joint selon l'invention. Sur la Figure 1, on a représenté, en coupe transversale, un joint d'étanchéité I disposé sur une face 2 d'une pièce moulée 3, en béton. Dans l'exemple représenté, le joint 1 comprend une garniture 4 scellée dans la pièce 3 et comportant une partie interne 5 à section élargie qui s'étend dans l'épaisseur de la pièce 3, et une partie externe 6 qui dépasse vers l'extérieur en saillie par rapport à la face 2 de la pièce 3. La garniture 4, qui est réalisée en une matière élastiquement déformable, par exemple un caoutchouc naturel ou artificiel, peut avoir une section transversale en forme générale d'un trapèze isocèle, symétrique par rapport à un plan A perpendiculaire à la face 2 de la pièce 3. Si la pièce 3 est un voussoir préfabriqué en béton armé, la garniture 4 s'étend, normalement, sur tout le périmètre du voussoir, le long des faces latérales. La partie externe en saillie 6 est munie d'une rainure 14 disposée sensiblement dans son plan médian et encadrée par deux lèvres élastiquement déformables 8 et 9. Chacune de ces deux lèvres 8 et 9 présente une surface, référencée respectivement en 10 et en 11, qui s'étend approximativement dans un plan parallèle à celui de la face 2 du panneau 3. De préférence, les surfaces 10 et 11 sont légèrement inclinées par rapport à ce plan de manière à former ensemble un angle obtus dont la pointe est orientée vers la partie interne 6. De préférence, chacune des lèvres 8 et 9 est munie d'un évidement interne, référencé respectivement en 12 et en 13. Les deux évidements 12 et 13 ont chacun une section transversale circulaire d'un diamètre d et s'étendent parallèlement à l'étendue longitudinale du joint 1. Le diamètre est choisi en fonction de la flexibilité que l'on souhaite donner à ces lèvres. Les lèvres 8 et 9 encadrent une rainure 14 pratiquée symétriquement par rapport au plan A dans la face externe du joint 1 et s'étendant sur toute la longueur de la garniture 4. La rainure 14 présente un fond 15 ayant la forme d'un V à angle obtus, et deux faces latérales 16 et 17 légèrement inclinées vers l'intérieur de la rainure 14. La largeur minimale a de la rainure 14, mesurée entre les deux surfaces 10 et 11, et la profondeur maximale b de la rainure 14, mesurée dans le plan A à partir d'un plan représentant la largeur minimale de la rainure 14, sont choisies par rapport aux dimensions de la garniture de manière telle que les lèvres 8 et 9 présentent une flexibilité suffisante pour permettre l'insertion d'un élément auxiliaire 18. Les dimensions de la garniture 4, notamment sa largeur et son épaisseur, et les dimensions de la rainure 14, notamment sa largeur minimale a et sa profondeur maximale b, sont choisies en fonction des matériaux constituant la garniture 4 et l'élément 18, mais également en fonction de la largeur de la face 2 du panneau 3 et des dimensions et de la forme de l'élément auxiliaire 18. L'élément auxiliaire 18 représenté sur la Figure 1 est un profilé cylindrique de révolution d'un diamètre e. Le profilé 18 non chargé dépasse de la rainure 14 sur une épaisseur c. Ainsi le profilé 18 présente d'une part une partie 19 destinée à être logée à l'intérieur de la rainure 14 lors de la mise en place du profilé, et ayant pour fonction de servir comme deuxième partie de fixation coopérant avec les premières parties de fixation 8 et 9 de la garniture 4. D'autre part, le profilé 18 présente une partie 20 faisant saillie vers l'extérieur de la partie externe 6 de la garniture 4 et destinée à être en appui sur une partie extérieure. L'épaisseur c de la partie 20 dépend du degré de compressibilité du profilé 18 et de la garniture 4 et des contraintes appliquées au moment de la mise en appui de la pièce 3 sur la partie extérieure définie plus haut. Les matières dont sont constitués la garniture 4 et l'élément auxiliaire 18 dépendent des circonstances, de la nature des surfaces en contact, de la pression de l'eau, etc... . D'une façon générale, on utilisera un produit élastomérique tel qu'un caoutchouc naturel ou artificiel. Cependant, l'élément auxiliaire 18 peut avantageusement être constitué d'une matière hydrogonflante. La Figure 2 montre un joint d'étanchéité 101 constitué d'une garniture 104 et d'un élément auxiliaire 118. La garniture 104 comprend une partie interne 105 et une partie externe 106 et correspond, en cela, à la garniture 4 décrite plus haut, y compris l'existence d'une rainure 114 et de premiers évidements 112 et 113 d'un diamètre dl. Pour cette raison, le joint 101 n'est pas décrit plus en détail. De préférence, la partie interne 105 doit être assez rigide pour assurer une bonne qualité du scellement. Cependant, il est possible également de fixer la garniture de façon amovible dans une rainure ménagée au moulage sur la pièce moulée. Dans ce cas, pour améliorer la compressibilité de la partie interne 105 de la garniture 4, on peut y ménager des deuxièmes évidements longitudinaux 107 ayant, par exemple, une section transversale circulaire de diamètre d2. Le nombre, les diamètres d2 et ainsi que la position des évidements 107 peuvent être choisis de façon à optimiser la compressibilité de la partie interne 5 en fonction de l'application à laquelle le joint 101 est destiné. Mais la garniture 104 peut aussi être placée dans une rainure à section en queue d'aronde ménagée, lors du moulage, sur la face externe de la pièce 3. D'autre part, dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 2, l'élément auxiliaire 118, présente une section transversale en forme générale de champignon. Un tel profil permet d'augmenter l'épaisseur et la largeur de l'élément auxiliaire 118, par exemple lorsque des rayures ou une mauvaise qualité de surface peut faire craindre un défaut d'étanchéité. Dans certaines applications particulières, le profilé 118 peut aussi être réalisé en métal ou en une matière synthétique résistant à l'usure. L'élément auxiliaire 118 comprend essentiellement une partie interne de fixation 119 destinée à être insérée dans la rainure 114 de la garniture 104, et une partie externe 120 faisant saillie vers l'extérieur de la garniture 104. La partie 120 présente une épaisseur f et une largeur g. La forme de la partie 120, notamment son épaisseur f et sa largeur g, sont choisies en fonction de l'application particulière du joint 101 et de la contrainte à laquelle la garniture 104 et l'élément auxiliaire 118 associé sont susceptibles d'être exposés. De façon correspondante aux dispositions énoncées plus haut concernant l'épaisseur c de la partie du joint 18 faisant saillie vers l'extérieur de la garniture 4, le choix d'éléments auxiliaires 118 de différentes épaisseurs f permet de varier l'épaisseur effective du joint 101. En complément de la présentation des joints 1 et 101 sur les Figures 1 et 2, la Figure 3 montre un voussoir 203 muni d'un joint d'étanchéité de l'invention. Le voussoir 203 a la forme générale d'une section d'un cylindre de révolution et présente une paroi interne concave 221, une paroi externe convexe 222, et quatre faces latérales planes reliant les parois externe et interne, dont la Figure 3 ne montre que la face latérale avant 223 et la face latérale supérieure 202. La face latérale supérieure 202 correspond à la face 2 du panneau 3 décrit plus haut et est munie d'un joint d'étanchéité 201 constitué par une garniture 204 à laquelle est associé un profilé 218. La garniture 204 correspond à la garniture 4 décrite en référence à la Figure 1, et le profilé 218 correspond au profilé 18, également décrit en référence à la Figure 1. En conséquence, une description détaillée du joint 201 est omise. La Figure 4 montre, en coupe transversale, un moule destiné à la fabrication d'un panneau en béton, comme par exemple un voussoir muni d'un joint d'étanchéité correspondant à celui représenté sur les Figures 1 et 2. Le moule 300 comprend, d'une façon générale, deux parois latérales 331 et 332 et un fond 333 sur lequel a été ménagée une réservation 335, dont la largeur et la hauteur correspondent à celles de la partie externe 6 de la garniture. Le fond de cette réservation 335 est muni d'une partie centrale en saillie 334 de largeur un peu supérieure à celle de la rainure 14. De la sorte, lors de la fabrication d'un voussoir en béton, on peut fixer à l'avance la garniture 4 sur le fond 333 du moule par clipsage de la rainure 14 sur la partie en saille 334 qui se trouve ainsi prise entre les lèvres 8 et 9, la partie interne 5 de la garniture 4 s'étendant vers l'intérieur du moule 300. De préférence, quatre faces latérales du moule sont équipées de cette façon. Après avoir effectué, par la suite, d'autres préparations nécessaires à la coulée du béton, le moule est rempli de béton. Lors du démoulage du panneau obtenu, la garniture 4 reste scellé dans le panneau et se détache de l'arête 334. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails des modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre de simples exemples. En particulier, le nombre et la forme des évidements ménagés dans la garniture 4 peuvent être différents, leur sections pouvant être également circulaire, elliptique, triangulaire ou rectangulaire. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité (1) destiné à être interposé entre une pièce moulée (3) et une partie extérieure et comprenant une garniture (4) en matière élastiquement déformable comportant une partie interne (5) fixée sur la pièce (3) et une partie externe (6) s'étendant en saillie dans l'intervalle entre la pièce (3) et la partie extérieure, sur une distance pouvant varier par déformation du joint (1), caractérisé par le fait que la partie externe (6) de la garniture (4) comporte deux lèvres élastiquement déformables (8, 9) encadrant une rainure (14) s'étendant sur au moins une partie de la longueur de la garniture (4) et que ladite garniture (4) peut être associée à un élément d'étanchéité auxiliaire constitué d'au moins une section de profilé (18) ayant une largeur un peu supérieure à celle de la rainure (14) et susceptible d'être introduit et maintenu de façon amovible dans celle-ci (14) par écartement des lèvres déformables (8, 9), ledit profilé (18) s'étendant sur au moins une partie de la garniture (4) et faisant saillie vers l'extérieur de la partie externe (6) de façon à améliorer l'étanchéité sur la partie de la garniture (4) couverte par ledit profilé (18). 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie interne (5) de fixation de la garniture (4) présente une section élargie pénétrant dans l'épaisseur de la pièce moulée (3) pour le maintien de la garniture (4). 3. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la partie interne (5) de fixation de la garniture (4) est scellée dans la pièce (3) lors du moulage de celle-ci. 4. Joint d'étanchéité selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la garniture (4) en matière déformable est fixé de façon amovible, avant la coulée de la matière de moulage, sur une partie de maintien profilée (334) ménagée sur le moule de fabrication de la pièce (3) et sur laquelle peut s'engager par clipsage la rainure (14) de la garniture (4). 5. Joint d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé par le fait que, lors du moulage de la pièce (3), celle-ci est munie d'une rainure ayant une section creuse en queue d'aronde et que la partie interne (5) de la garniture (4) présente une section conjuguée de la rainure et est introduite dans celle-ci, par déformation. 6. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le partie interne (5) de fixation du joint (1) est collée sur la pièce (3) après le moulage et le durcissement de celle-ci. 7. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la rainure (14) présente, en section transversale, une forme creuse par exemple s'éloignant vers l'intérieur, par exemple, en queue d'aronde pour le maintien par clipsage de l'élément auxiliaire (18). 8. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la partie externe (6) de la garniture (4) est munie d'au moins deux évidements (12, 13) placés respectivement, de part et d'autre de la rainure (14), pour permettre la déformation des lèvres (8, 9). 9. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la garniture (4) peut être munie, au-dessous de la rainure (14), d'au moins un évidement (7) dont les dimensions sont déterminées pour donner à la garniture (4) une compressibilité optimale. 10. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément auxiliaire est un profilé déformable (18) en un matériau différent de celui de la garniture (4). 11. Joint d'étanchéité selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'élément auxiliaire est un profilé déformable (18) à section transversale ronde. 12. Joint d'étanchéité selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'élément auxiliaire d'étanchéité est un profilé déformable (118) ayant une section transversale en forme générale de champignon comportant une partie interne en forme de queue d'aronde conjuguée de la forme de la rainure (14) du joint et une partie arrondie convexe s'étendant en saillie à l'extérieur du profilé (4). 13. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément auxiliaire (18, 118) est un profilé déformable en un matériau hydrogonflant. 14. Voussoir préfabriqué (203) destiné à être associé à des voussoirs adjacents pour réaliser une paroi étanche continue, ledit voussoir (203) étant constitué d'une pièce en béton moulé comprenant deux faces parallèles, respectivement externe (222) et interne (221) et des faces latérales (202, 223) de jonction avec les faces latérales correspondantes des voussoirs adjacents, caractérisé par le fait qu'au moins certaines des faces latérales (202, 223) du voussoir (203) sont munies d'un joint d'étanchéité (201) selon l'une des revendications 1 à 12, susceptible d'être équipé d'un élément auxiliaire d'étanchéité (18) en cas de défaut d'étanchéité avec le voussoir le long de la face latérale ainsi équipée.