Brevet FR2720774A1 — publié le 19951208

ELEMENT DE CONSTRUCTION EN FORME DE PLAQUE, NOTAMMENT POUR PROTECTION PHONIQUE La présente invention concerne un élément de construction en forme de plaque, notamment pour protection phonique. D'une manière générale, en sortie des voies de circulation souterraines, le bruit de roulement et mécanique engendré par les véhicules est réfléchi voire amplifié, par réflexion directionnelle, par les parois de la trémie de sortie. Ce phénomène est parfois désigné par effet canon", cet effet résultant de l'ouverture brusque de la voie de circulation souterraine, laquelle, dans des conditions extrêmes de densité de circulation, peut largement être comparée à une colonne vibrante aux extrémités ouvertes. Il s'ensuit, ainsi que représenté en figures la et lb, la figure lb étant une vue en coupe transversale en sortie ou entrée de la trémie, un étalement du diagramme de rayonnement de l'ouverture ainsi constituée vers les immeubles ou constructions riverains, soumettant ceux-ci à des pressions acoustiques importantes et, en conséquence, à des nuisances correspondantes. Une solution visant à diminuer de telles nuisances pourrait consister à recouvrir sur une longueur plus importante la trémie de sortie. Une telle solution ne peut être envisagée en pratique car elle revient, au mieux, à déplacer le problème ainsi posé, de la longueur de recouvrement. Une solution plus satisfaisante pourrait consister à maintenir les voies souterraines afin de ne réaliser les trémies d'entrée-sortie que dans les zones peu urbanisées. Une telle solution, très onéreuse, ne permet aucunement de résoudre techniquement le problème posé. La présente invention a pour but d'apporter une solution au problème précité, solution applicable tant aux ouvrages existants qu'aux ouvrages futurs. Un autre objet de la présente invention est égale ment d'apporter une solution peu onéreuse au problème précité, par la mise en oeuvre d'un élément de construction spécifique. L'élément de construction en forme de plaque, notamment pour protection phonique, objet de la présente invention, est remarquable en ce qu'il comporte une pluralité de cellules élémentaires conformées en réseau géométri- que. Chaque cellule élémentaire comporte une ouverture centrale surmontée, dans une même direction, par un boisseau, ce qui permet de modifier les conditions de propagation par transmission et/ou par réflexion d'une onde sonore incidente, côté opposé aux boisseaux. L'élément de construction, objet de la présente invention, trouve application à la mise en oeuvre d'ouvrages d'art ou de génie civil de voies de circulation automobile ou ferroviaire. Une description plus détaillée d'un élément de construction conforme à l'objet de la présente invention sera donnée ci-après dans la description et les dessins dans lesquels, outre les figures la et lb relatives à des ouvrages existants - la figure 2 représente, selon une vue en perspective, un élément de construction conforme à l'objet de la présente invention, - la figure 3a représente, en coupe, un élément de base du type caisson permettant de constituer une cellule élémentaire de l'élément de construction, objet de la présente invention, - la figure 3b représente, en coupe, un boisseau permettant de constituer un conduit d'une cellule élémentaire, - la figure 3c représente, en coupe, une cellule élémentaire formée par un élément de base sur lequel a été rapporté ou empilé un boisseau, - la figure 4a représente une vue partielle, en coupe, de la figure 2, au cours de la formation de l'élément de construction, - la figure 4b représente une vue en coupe de la figure 2, - la figure Sa représente une utilisation particulièrement avantageuse d'un ou plusieurs éléments de construction, objets de la présente invention, pour former une visière de protection à l'entrée-sortie d'une trémie d'accès d'une voie souterraine, - la figure 5b représente une vue en coupe de la figure 5a, dans un plan de coupe orthogonal à l'axe de la voie de circulation, selon le sens de circulation de sortie de la trémie, dans la partie dite semi-couverte, - la figure 5c représente une vue en coupe de la figure 5a, dans un plan de coupe contenant l'axe de la voie de circulation, pour une visière réalisée selon un mode de réalisation particulier dans lequel le phénomène d'atténuation est modulé en fonction de la hauteur des conduits ou cheminées formant les cellules élémentaires. Une description plus détaillée d'un élément de construction en forme de plaque susceptible d'être utilisé notamment dans le cadre d'une protection phonique, objet de la présente invention, sera maintenant donnée en liaison avec la figure 2. Ainsi que représenté sur la figure précitée, on indique que l'élément de construction selon l'invention comprend une pluralité de cellules élémentaires, notées C1 à Cn, conformées en un réseau géométrique plan constituant la plaque précédemment mentionnée. Chaque cellule élémentaire comporte une ouverture centrale surmontée, dans une même direction, par un boisseau, chaque boisseau étant référencé Bl à Bn sur la figure 2. On comprend ainsi qu'une cellule précitée Cn par exemple, est donc formée par une ouverture centrale On et un boisseau Bn. Conformément à un aspect particulièrement avantageux de l'élément de construction, objet de la présente invention, on indique que celui-ci permet de modifier les conditions de propagation par transmission et/ou par réflexion d'une onde sonore incidente, côté opposé aux boisseaux Bl à Bn, ainsi qu'il sera décrit de manière plus détaillée ultérieurement dans la description. En ce qui concerne la modification des conditions de propagation par transmission et/ou par réflexion d'une onde sonore incidente, on indique que, de manière non limitative, l'extrémité ouverte de chaque boisseau, c' est-à-dire l'extrémité opposée à la plaque, peut elle-même être ouverte ou, le cas échéant, fermée. Dans le cas où l'extrémité du boisseau précité est fermée, on comprend ainsi que chaque ouverture centrale et chaque boisseau constituent en fait une cavité dans laquelle une partie non négligeable de l'énergie sonore incidente se trouve soumise à une pluralité de réflexions et absorptions, l'ensemble des cavités ainsi formées réalisant un ensemble de chicanes, et l'énergie sonore réfléchie étant ainsi atténuée en conséquence. Dans le cas où l'extrémité précitée de chaque boisseau est ouverte, on comprend que l'énergie sonore incidente est soumise dans chaque boisseau à un phénomène de canalisation ou de guidage, ce qui permet de transformer l'onde incidente, analogue à une onde de pression, en une pluralité de veines sonores directionnelles, au moins en sortie de chaque boisseau, et de modifier ainsi les conditions de propagation par transmission de l'onde sonore incidente précitée. D'une manière générale, et afin de faciliter la réalisation de chaque élément de construction, objet de la présente invention, à l'échelle industrielle, on indique que toutes les cellules élémentaires Cn sont, dans le plan de la plaque, de forme identique. De la même manière, on indique que les boisseaux Bn peuvent avoir une hauteur ou dimension perpendiculaire à la plaque identique en fonction de la position de chaque cellule ou groupe de cellules d'une plaque constituant l'élément de construction tel que représenté en figure 2. Dans un mode de réalisation spécifique plus particulièrement avantageux qui sera décrit ultérieurement dans la description, on indique que, au contraire, la hauteur ou dimension perpendiculaire à la plaque de chaque boisseau peut être différente en fonction de la position de chaque cellule Cn ou groupe de cellules d'une plaque constituant l'élément tel que représenté en figure 2. Une telle caracté- ristique permet de moduler le diagramme de rayonnement en transmission de l'onde sonore incidente en fonction de la hauteur des boisseaux. D'une manière générale, on indique que chaque cellule élémentaire Cn est formée en un matériau tel que du béton ou en un matériau isolant phonique tel que le béton mélangé à de la fibre de bois, ce dernier matériau pouvant par exemple correspondre au matériau commercialisé sous la marque de commerce ne 1675011 BETON-BOIS SYSTEME. Dans un mode de réalisation préférentiel, chaque cellule est de forme sensiblement carrée, l'ouverture centrale et les boisseaux présentant une même section carrée correspondante. Ainsi qu'on lta représenté en outre en figure 3a selon une vue en coupe, on indique que chaque cellule élémentaire Cn peut être formée par un élément de base de type caisson, l'assemblage d'une pluralité d'éléments de base, tels que représentés sur la figure 3a précitée, permettant de réaliser un élément de construction ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description. Dans un mode de réalisation préférentiel, on indique que les éléments de base sont constitués par un hourdiscaisson, une pluralité de hourdis-caissons étant assemblée bord à bord pour former l'élément en forme de plaque, objet de la présente invention. Pour des hourdis-caissons carrés de dimension D de l'ordre de 60 à 90 cm, on indique que le boisseau peut être formé par un boisseau élémentaire formant, sur l'ouverture centrale On de chaque cellule, une collerette de hauteur h sensiblement égale à D/2. D'une manière générale, on indique que les boisseaux Bn peuvent être formés par la collerette formant le hourdiscaisson et par au moins un boisseau auxiliaire tel que représenté en figure 3b, le boisseau auxiliaire étant bien entendu réalisé de façon à présenter une section identique à celle du hourdis-caisson. La hauteur H des boisseaux auxiliaires peut par exemple être choisie dans un groupe de trois valeurs, 50 cm, 100 cm, 150 cm par exemple. Ainsi qu'on l'a représenté en outre en figure 3c, chaque boisseau auxiliaire peut alors être empilé et fixé sur certains des boisseaux élémentaires ou auxiliaires pour former des conduits, ou cheminées, de hauteur et d'inclinaison adaptées. Sur la figure 3c, la cheminée présente ainsi la somme des hauteurs de la collerette h et de la hauteur H du ou des boisseaux auxiliaires. On indique en effet que les boisseaux ne sont pas nécessairement verticaux mais qu'ils peuvent être inclinés soit dans le sens de la circulation soit dans un plan orthogonal à celui-ci, c'est-à-dire vers le centre de la plaque. Afin de faciliter la mise en place et le maintien de chaque boisseau auxiliaire tel que représenté en figure 3b, on indique que la base de ces derniers peut être munie d'éléments connecteurs, notés CO, lesquels permettent de fixer et maintenir chaque boisseau auxiliaire sur le boisseau élémentaire formant collerette d'un hourdis-caisson ou sur un autre boisseau auxiliaire, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description. En ce qui concerne la réalisation proprement dite de la plaque formant l'élément de construction objet de la présente invention, on indique que les hourdis-caissons ainsi que représentés en figure 4a, sont assemblés bord à bord par l'intermédiaire d'un clavetage C1 de type béton armé ou béton précontraint. Ainsi, la plaque constituant l'élément de construc tion, objet de la présente invention, peut être constituée par la juxtaposition de trois caissons dans le sens trans versal et de huit caissons dans le sens longitudinal par exemple. Le bétonnage de première phase formant la liaison est effectué sur une hauteur de 30 cm environ, de manière à constituer une arête suffisamment rigide. Les connecteurs CO peuvent alors être pris dans un bétonnage de deuxième phase réalisé sur site, de façon à assurer la mise en place et le maintien de ces derniers. Enfin, sur la figure 4b, on a représenté une vue complète en coupe, selon le plan P-P de la figure 2, d'une plaque formant élément de construction, objet de la présente invention. On comprend bien entendu que, à partir d'un hourdiscaisson de forme et de dimensions déterminées, il est possible d'assembler un nombre déterminé de ces derniers pour constituer une plaque de dimensions sensiblement quelconques. On comprend également que le bétonnage de deuxième phase permet alors d'assembler sur site une pluralité d'éléments de constuction précédemment décrits, pour former un damier de protection phonique, dans une application déterminée. Une application particulièrement avantageuse de l'élément de construction, objet de la présente invention, sera maintenant décrite en liaison avec les figures 5a à 5c. Sur la figure 5a, on comprend qu'en sortie d'une voie souterraine, au niveau de la trémie d'entrée-sortie de celle-ci, le sens de circulation étant symbolisé par une flèche pour la sortie des véhicules, une application particulièrement avantageuse des éléments de construction, objets de la présente invention, consiste à réaliser une visière au moyen des éléments de construction précités de façon à constituer une partie semi-couverte sur une distance selon le sens de circulation de l'ordre de 50 mètres. On comprend bien sûr que dans le cas de l'existence d'une certaine déclivité de la voie de circulation, qui est nécessaire pour réaliser l'accès d'entrée-sortie à la voie souterraine, la visière peut être inclinée en conséquence, de façon à maintenir une hauteur de gabarit suffisante. On comprend ainsi que la partie supérieure de la visière formée par une pluralité d'éléments de construction, objets de la présente invention, constitue ainsi "un damier phonique", lequel permet de modifier les conditions de propagation par transmission de l'énergie sonore constitutive du bruit. Ainsi qu'on l'a représenté en figure 5b, le diagramme de rayonnement de l'ensemble constitué par l'ouverture de la voie de circulation souterraine et par la visière de protection permet ainsi de modifier le diagramme de rayonnement du bruit, lequel, en l'absence de visière, porte la référence I, les traits en pointillés représentant des zones d'équi-pression acoustique ou isophones au voisinage de la sortie de la trémie, alors que le diagramme de rayonnement en continu, portant la référence II, représente la modification de celui-ci en présence de visière, les courbes d'égale pression acoustique étant modifiées selon un diagramme directif permettant en fait d'apporter une atténuation sensible dans les directions latérales de rayonnement et, en définitive, de protéger les immeubles riverains ainsi que représenté sur la figure 5b. On comprend bien sûr que la visière de protection telle que représentée en figures 5a et 5b peut être installée au niveau des sorties de tunnels routiers, autoroutiers et/ou ferroviaires. Dans ce cas, les boisseaux de chaque cellule sont orientés vers l'extérieur relativement à la direction de propagation du bruit incident. Cette orientation permet de canaliser partiellement l'énergie du bruit incident, ce qui permet de modifier le diagramme de rayonnement par transmission de l'ensemble constitué par la trémie d'entrée et les éléments de couverture selon un diagramme sensiblement plus directionnel ainsi que mentionné précédemment. Sur la figure 5c, on a représenté une vue de la figure 5a dans un plan de coupe contenant l'axe de la voie de circulation. Dans le mode de réalisation précité, on constate que les éléments de recouvrement constitués en une pluralité de plaques présentent des boisseaux de hauteur décroissante dans le sens de circulation de sortie des véhicules de la trémie. Ainsi, la hauteur décroissante des boisseaux permet de rendre le diagramme de rayonnement moins directionnel de façon progressive vers la sortie, les lignes d'équi-pression acoustique dans le plan de coupe dans lequel est représentée la figure 5c étant de moins en moins directionnelles en fonction de la décroissance de la hauteur des boisseaux ou des conduits, ou cheminées, réalisés au niveau de chaque cellule pour finalement correspondre au diagramme de rayonnement I tel que représenté en figure 5b, en l'absence de visière de protection.On indique ainsi que l'effet canon précédemment mentionné dans l'introduction à la description est donc fortement atténué. On a ainsi décrit un élément de construction en forme de plaque, utilisable en vue de réaliser une protection phonique particulièrement avantageuse dans la mesure où, à partir de matériaux élémentaires tels que des hourdiscaissons, il est possible de réaliser des éléments de construction particulièrement performants dans le domaine de la protection phonique. On indique que les éléments de construction, objets de la présente invention, permettent de réaliser une ventilation naturelle et un retour progressif à l'éclairage naturel. On indique en outre que, lorsque les éléments de construction, objets de la présente invention, sont utilisés avec une dalle permettant la fermeture des orifices centraux de chaque cellule, ces éléments de construction peuvent être utilisés pour réaliser des plafonds dans tous types d'ouvrages dans lesquels une protection phonique est recherchée. Dans ce cas, il est parfaitement envisageable d'équiper quelques cavités d'éléments luminaires ou de ventilation, sans nuire aucunement aux qualités de protection phonique globales de l'ensemble. REVENDICATIONS 1. Elément de construction en forme de plaque, notamment pour protection phonique, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de cellules élémentaires conformées en un réseau géométrique, chaque cellule élémentaire comportant une ouverture centrale surmontée par un boisseau, ce qui permet de modifier les conditions de propagation par transmission et/ou par réflexion d'une onde sonore incidente, côté opposé auxdits boisseaux. 2. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que toutes les cellules élémentaires sont, dans le plan de la plaque, de forme identique. 3. Elément de construction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits boisseaux ont une hauteur, ou dimension, perpendiculaire à la plaque, différente en fonction de la position de chaque cellule ou groupe de cellules d'une plaque constituant ledit élément, ce qui permet de moduler le diagramme de rayonnement en transmission de ladite onde sonore incidente en fonction de la hauteur desdits boisseaux. 4. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacun desdits boisseaux est formé par un boisseau élémentaire formant sur l'ouverture centrale de chaque cellule une collerette de hauteur déterminée, et par au moins un boisseau auxiliaire, chaque boisseau auxiliaire étant empilé et fixé sur certains des boisseaux élémentaires ou auxiliaires pour former des conduits ou cheminées de hauteur et d'inclinaison adaptées. 5. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque cellule est de forme sensiblement carrée, l'ouverture centrale et lesdits boisseaux présentant une même section carrée. 6. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque cellule élémentaire est formée en un matériau tel que du béton ou en un matériau isolant phonique tel que le béton mélangé à de la fibre de bois. 7. Elément de construction selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque cellule élémentaire est formée par un hourdis-caisson, une pluralité de hourdis-caissons étant assemblée bord à bord pour former ledit élément en forme de plaque. 8. Elément de construction selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits hourdis-caissons sont assemblés bord à bord par l'intermédiaire d'un clavetage placé entre deux rangées de cellules élémentaires successives. 9. Utilisation d'une pluralité d'éléments de construction en forme de plaque selon l'une des revendications 1 à 8, pour assurer la protection contre les nuisances de bruit des immeubles et constructions riveraines des entrées-sorties de tunnels routiers, autoroutiers et ferroviaires, lesdits éléments formant éléments de couverture étant placés de façon a recouvrir la trémie d'entréesortie desdits tunnels, lesdits boisseaux de chaque cellule étant orientés vers l'extérieur, relativement à la direction de propagation du bruit incident, ce qui permet de canaliser partiellement l'énergie du bruit incident afin de rendre le diagramme de rayonnement par transmission de l'ensemble constitué par la trémie d'entrée et lesdits éléments de couverture sensiblement directionnel, et d'atténuer l'énergie sonore de bruit rayonnée vers les constructions riveraines. 10. Utilisation selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits éléments de recouvrement présentent des boisseaux de hauteur décroissante dans le sens de circulation de sortie des véhicules de la trémie.