Brevet FR2729682A1 — publié le 19960726

Procédé de réalisation d'écrans acoustiques, isolants et absorbants, bordant une zone générant du bruit. L'invention concerne un procédé de fabrication d'écrans acoustiques et de revêtements absorbants, compatibles et associables, placés en bordure des voies routières, des sites industriels, des voies ferrées et plus généralement des zones bruyantes, permettant d'assurer à la fois la fonction d'isolement aux bruits émis, mais aussi leur absorption, s'adaptant à tous les types de support y compris les supports existants. Aujourd'hui, l'urbanisation et le développement de voies de communications rapides, nécessitent la création de protections acoustiques en bordure de ces voies, routières ou ferroviaires, pour permettre la création de bâtiments nouveaux à leur voisinage proche ou pour protéger les occupants de bâtiments existants. La création de voies de communications nouvelles nécessitent aussi la mise en place de procédés de protections acoustiques des riverains. Beaucoup d'écrans acoustiques ont une fonction limitée à l'isolement aux bruits émis, réfléchissant ceuxci à l'opposé de la zone à protéger, comme par exemple les écrans en béton, en verre, en métal, ou en bois. En zone de forte urbanisation, cette technique de protection n'est plus suffisante, le bruit réfléchi devient une gêne au même titre que le bruit émis. L'absorption des bruits émis devient une nécessité. Les dispositifs formant à la fois écran isolant et absorbant de bruits aériens sont constitués généralement d'éléments préfabriqués modulaires, assemblés en usine et posés par des engins de levage sur des supports prévus à cet effet. L'inconvénient de cette technique est qu'elle nécessite l'emploi d'engins de manutention lourds pour la mise en place des éléments. Un autre inconvénient est que les éléments mis en oeuvre ne sont pas facilement démontables pour l'entretien courant ou leur remplacement en cas de détérioration accidentelle. L'objet de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'écrans acoustiques et de revêtements absorbants, compatibles et associables, présentant l'avantage d'être léger, manuportable et de s'assembler à sec, permettant de s'adapter ainsi à tous types de supports y compris aux supports existants. Un autre avantage du procédé est qu'il permet le démontage des éléments constitutifs pour l'entretien courant ou le remplacement en cas de détérioration accidentelle. Un autre avantage du procédé est qu'il permet la fixation des plaques absorbantes de revêtement par un dispositif permettant de dissimuler par recouvrement les structures porteuses primaires et secondaires, y compris lorsqu'elles existent au préalable. La figure 1 représente une vue en perspective éclatée d'un écran acoustique équipé d'un revêtement absorbant selon l'invention, en situation sur le bord d'une route. La figure 2 représente une coupe verticale du dispositif selon la figure 1. La figure 3 représente une portion de coupe horizontale du dispositif selon les fig. 1 et 2 soutenu par un poteau porteur saillant sur une face. La figure 4 représente une portion de coupe horizontale du dispositif selon les fig. 1 et 2 soutenu par un poteau porteur non saillant. La figure 5 représente une coupe du profil support de revêtement de protection repéré par la notation "détail A" sur les fig.2, 6 et 7. La figure 6 représente une coupe verticale du revêtement absorbant en zone courante excluant les extrémités inférieure et supérieure dans la configuration d'une structure primaire déjà existante. La figure 7 représente une coupe verticale du revêtement absorbeur selon le dispositif montré fig.6 dans les zones supérieures et inférieures. La figure 8 représente une coupe horizontale du dispositif selon les fig.6 et 7. La figure 9 représente le détail du mode de fixation de la structure secondaire sur la structure primaire dans le cadre du dispositif suivant les fig.6, 7 et 8. On va décrire le procédé dans sa configuration la plus complète; on décrira la fabrication d'un écran acoustique (f ig.l), avec un support constitué de bacs métalliques, dans le cas où rien n'existe préalablement à la réalisation de l'écran; puis on décrira l'adaptation du procédé lorsqu'il existe déjà une infrastructure de base. On décrira d'abord le cas simple d'un écran acoustique 1 (fig.l) placé verticalement sur un sol horizontal. L'écran acoustique 1 est constitué principalement de bacs 2 en acier, dont le fond 3 est situé du côté de la zone 4 à isoler, remplis d'un matériau en fibres minérales 5 et recouverts de plaques de revêtement absorbant 6 en matière composite poreuse situées donc du côté 7 où le bruit est généré. On met en place une ossature primaire constituée de poteaux métalliques 8 en "H" plantés verticalement dans le sol 59, de manière que les ailes 9 et 10 correspondant aux parties verticales du "H" soient placées parallèlement aux faces planes parallèles du mur 1 et à intervalles de préférence réguliers correspondant à la longueur des bacs 2 utilisés. Ces bacs 2 (fig.l) qui constituent l'ossature secondaire, comprennent un fond 3 de forme rectangulaire allongée; le plus grand côté 15 qui est placé horizontalement, correspond sensiblement à la distance entre deux poteaux métalliques 8 consécutifs et la largeur 11 des bacs est de préférence sensiblement égale à la largeur 12 des plaques de revêtement 6 que l'on souhaite utiliser ou éventuellement un sous-multiple; le bac 2 (f ig.l et 2) comporte des rebords 13 et 14, perpendiculaires au fond 3, uniquement le long des grands côtés 15; les rebords 13 et 14 de deux bacs 2 consécutifs se placent l'un contre l'autre et sont fixés entre eux de préférence par des vis autotaraudantes; au moins l'un des rebords 13 est terminé par un retour 17 parallèle au fond 3 et servant à la fixation des supports de plaques de revêtement 6; les rebords 13 et 14 d'un même bac 2 peuvent comporter chacun un retour 17 tourné vers l'intérieur du bac 2, c'est-àdire en opposition, tout en restant dans le domaine de l'invention, mais dans une version préférée de l'invention les retours 17 et 18 sont placés dans le même sens, l'un 17 vers l'intérieur et l'autre 18 vers l'extérieur de manière que les retours 17 et 18 de deux bacs 2 successifs, placés convenablement avec leurs rebords respectifs 13 et 14 côte à côte, puissent venir se recouvrir; les rebords 13 et 14 (fig.3) des bacs sont d'une hauteur 20 inférieure à la largeur de l'âme 19 du poteau 8, correspondant à la partie horizontale du "H".Lorsque la différence est importante, les bacs 2 sont fixés à l'amie 19 des poteaux, par des cornières 21, placées parallèlement au petit côté 22 des bacs 2 dont l'extrémité 23 du retour 24 des rebords 25 vient se plaquer sur la semelle 26 correspondante du poteau 8 située du côté 7 de la génération des bruits, tandis que le fond 3 du bac 2 est situé du côté de la zone 4 à isoler; les cornières 21 ont une aile fixée sur l'âme 19 des poteaux 8 tandis que l'autre aile est fixée sur le fond 3 du bac 2; lorsque la hauteur des rebords 27 (fig.4) des bacs 2 est légèrement inférieure de celle de 1'âme 28 des poteaux 8, on fixe les bacs 2 placés comme décrits précédemment par des profilés 29 en forme de "Z" dont une des parties, correspondant à la partie horizontale du "Z", est fixée sur la partie extérieure de la semelle 30 du poteau 8 située du côté 4 à isoler du bruit et l'autre partie correspondant à l'autre partie horizontale du "Z" sur le fond 3 du bac 2; on peut interposer entre les points de contact, entre les bacs 2 (fiv.3) et les poteaux 8 et entre la cornière 21 et le poteau 8 d'une part et le bac 2 d'autre part, des bandes 31 de matière résiliante permettant d'éliminer toute génération de bruit lorsque ces éléments jouent entre eux sous l'action de mouvements d'air provoqués, par exemple, par le trafic routier ou le vent. Sur la structure secondaire, constituée dans le cas présent par les bacs 2 (fig.2) et plus particulièrement sur les retours 17 des rebords 13 des bacs 2, on fixe, à intervalle régulier correspondant sensiblement à la largeur des plaques de revêtement 6, des barres 32 (fig.5), en tôle profilée, appelées ci-après "profils"; chaque profil 32 comporte au moins deux bandes 33 et 34 planes parallèles dont l'une 34 sert à la fixation du profil 32 sur l'ossature secondaire et plus particulièrement sur le retour 17 des rebords 13 et l'autre 33 sert à la fixation des plaques de revêtement 6 sur les profils 32; la distance 35 entre ces deux bandes parallèles 33 et 34 est de préférence supérieure à l'épaisseur de la semelle 26 (fig.3) des poteaux 8 sur laquelle vient s'appliquer les bacs 2 de manière que les plaques 6 viennent recouvrir les poteaux 8.Les profils 32 peuvent être placés verticalement ou horizontalement et fixés sur l'ossature secondaire par des vis autotaraudantes traversant la bande 34 du profil 32 et le retour 17 du bac; les plaques de revêtement 6, sont de préférence de forme générale rectangulaire et peuvent être fixées sur le profil 32, par exemple, par des vis autotaraudantes 35 passant à travers les plaques de revêtement 6 par des trous préusinés 36; il suffit pour cela que les bandes de fixation 33 soient assez larges pour recevoir les vis 35 de fixation de deux plaques de revêtement 6 situées côte à côte avec leur plan de joint parallèle à la direction du profil 32.Dans une version préférée de l'invention, les plaques de revêtement 6 sont fixées sur les profilés 32 par des éléments d'accrochages en forme de clips dont un premier élément est inséré dans la plaque de revêtement 6 au moment de sa fabrication, le deuxième élément étant fixé sur le premier élément au moment de la pose de la plaque de revêtement 6 de telle sorte que le système de fixation ne soit pas apparent. Lorsqu'ils sont verticaux les profils sont positionnés les uns par rapport aux autres de manière à ne jamais se trouver à hauteur des poteaux; c'est une question de dimension des plaques par rapport à la longueur des bacs.Lorsque les profils 32 (fig.5) sont horizontaux il est nécessaire de faire une entaille 36 (fig.3 et 4) marquée par des hachures sur la (fig.5) dans le profil 32 à hauteur des poteaux en supprimant notamment dans cette zone la bande de fixation 34 du profil 32 sur l'ossature secondaire. Dans la version préférée de l'invention comprenant des bacs 2 (fig.2) dont les retours 17 et 18 se recouvrent, les vis de fixation du profil 32 sur les bacs 2 servent aussi à fixer les bacs 2 entre eux.Dans une version préférée de l'invention le profil 32 (fig.5) est placé horizontalement et en forme de "U" dont la bande centrale 34, correspondant à la partie horizontale du "U", vient s'appliquer contre l'ossature secondaire; les extrémités des parois 37 correspondant aux branches verticales du "U" sont terminées chacune par une bande plane 33 parallèle à la bande centrale 34; les deux bandes planes 33 sont situées dans un même plan et tournées vers l'extérieur du "U"; chacune de ces bandes 33 sert à la fixation de plaques 6 situées côte à côte avec le plan de joint parallèle à la direction du profil 32.Dans une autre variante de l'invention le profil 32 comporte en outre un prolongement 38 de la paroi 37 correspondant à l'une des branches du "U" au-delà du point de départ de la bande de fixation 39 des plaques de protection correspondante pour servir d'appui à la base inférieure 40 de la plaque de protection au moment de sa fixation sur le profil 32; dans cette variante les profils 41 et 42 (fig.2) situés aux extrémités inférieures et supérieures du mur peuvent être différents du profil 32 (fig.5) précédemment décrit comportant une zone d'appui 38 pour la base de la plaque 6; une façon de procéder consiste à supprimer la bande plane 39 de fixation de plaque 6 située du côté de la zone d'appui 38 de la base de la plaque supérieure et de positionner le profil obtenu dans le même sens que les autres profils 32 (fig.7), pour le profil 41 situé en limite inférieure du mur et en sens contraire pour le profil 42 situé en limite supérieure du mur. Le profil 32 utilisé est réalisé de préférence avec une tôle galvanisée.Le matériau en fibre minérale 5 (fig.l) est placé dans les bacs 2 avant la pose des plaques de revêtement 6; le matériau en fibre minérale 5 est constitué de préférence à base de matière fibreuse comme de la laine de verre amalgamée avec une résine plastique pour donner une rigidité suffisante à l'ensemble; les plaques de revêtement 6 sont constituées de préférence d'un agrégat de pierres dures concassées avec des résines synthétiques thermodurcissables qui en se réticulant forment une structure alvéolaire à cavités communicantes réalisant ainsi des chicanes qui piègent les sons; les sons qui traversent la plaque protectrice sont absorbés par le matériau en fibre minérale 5.Une caractéristique principale d'un tel dispositif est qu'il peut être monté manuellement sans nécessiter d'engins mécaniques de levage et être adapté au profil du terrain; une autre caractéristique est qu'en dehors de la fixation éventuelle des poteaux 8 lorsqu'ils sont fixés dans le sol 59 dans des micropuits 43 enrobés de béton, toute la mise en oeuvre se fait à partir de produits fabriqués en usine dont les assemblages se font à sec. Le mur 1 ainsi réalisé peut être complété dans sa partie supérieure et inférieure ainsi qu'à ses extrémités, au droit des poteaux 8, d'éléments 44 rapportés de protection. Le dispositif ainsi décrit avec son procédé de pose comporte des variantes où le bac en acier 2 est remplacé par des éléments porteurs d'une autre nature comme le bois, le béton, la maçonnerie, des matériaux synthétiques ou des matériaux composites. S'il existe déjà un mur qui peut être déjà un mur d'isolation conte le bruit, ou le mur de soutènement d'une tranchée, sans que ces exemples soient limitatifs, on peut aussi supprimer les bacs en acier. Une manière de procéder consiste dans ce cas à fixer sur le mur 45 (fig.6, 7 et 8), qui constitue l'ossature primaire, soit des bastaings,soit des poutrelles métalliques 46 en tôle pliée, servant d'ossature secondaire; dans ce qui suit on décrira le cas de l'emploi de poutrelles 46 en forme de "U" dont une paroi 47 correspondant à l'une des branches verticales du "U" est fixée contre le mur 47 soit directement soit en interposant des cales 48 (fig.6) pour en rattraper les irrégularités de surface; la poutrelle 46 est fixée au mur 45 par l'intermédiaire d'équerres 49 dont une aile 50 est fixée directement sur le mur 45 et l'autre aile 51 sur la partie 52 de la poutrelle 46 correspondant à la partie horizontale du "U" et sensiblement perpendiculaire au mur 45; l'aile 51 de l'équerre 49 est percée d'un trou oblong de fixation perpendiculaire à l'arête 54 de l'équerre 49 qui se positionne sensiblement perpendiculaire au mur 45, tandis que la poutrelle 46 est percée d'un trou oblong 55 parallèle à l'arête de pliage 56 de la poutrelle 46 c'est-à-dire sensiblement parallèle au mur 45; ces trous oblongs permettent de positionner convenablement les poutrelles 46 pour les mettre de niveau et bloquer le tout en position à l'aide de vis et d'écrous; la partie 52 (fig.8) correspondant à la partie horizontale du "U" se place perpendiculairement au mur et sa largeur est sensiblement égale à l'épaisseur de la plaque de matériau absorbant 57 choisi, soit, par exemple, la même hauteur que celle retenue pour les rebords du bac dans la description précédente, s'il s'agit du même matériau absorbant; enfin la partie 58 correspondant à l'autre branche verticale du "U" sert de support de fixation des profils 32 (fig.6, 7 et 8) supportant les plaques de revêtement 6, précédemment décrits; ces poutrelles 46 sont, de préférence, en tôle d'acier galvanisée et pliée, placées parallèlement à des distances convenables en fonction de la taille des plaques de revêtement 6 pour pouvoir y fixer les profils 32 qui peuvent y être placés de préférence soit perpendiculairement soit parallèlement aux poutrelles 46. Le choix du meilleur positionnment relatif des poutrelles 46 et des profils 32 varie au cas par cas en fonction des supports déjà existants et de leur forme générale; si le mur 45 est, par exemple, vertical et plan on mettra de préférence les poutrelles 46 en position verticale et les profils 32 en position horizontale; s'il est en forme de surface développable dont les génératrices restent parallèles à elles-mêmes on peut avoir intérêt à positionner les poutrelles 46 et les profils 32 dans la même direction; à chaque poutrelle 46 correspondant un profil 32 qui lui est associé; s'il s'agit par exemple d'un mur vertical présentant une courbure dans le plan horizontal, les génératrices sont verticales, les poutrelles 46 et les porfils 32 sont verticaux; s'il s'agit de la paroi d'un tunnel présentant une courbure dans le plan vertical on placera les poutrelles 46 et les profils 32 dans le sens horizontal. Avec un tel procédé il est possible de placer, entre les plaques de revêtement 6 et le matériau en fibre minérale 5, des gaines dans lesquelles on peut faire passer, par exemple, des câbles pour la distribution d'énergie ou la communication, sans que cette liste soit limitative; on peut remplacer certaines plaques par d'autres dispositifs comme par exemple un dispositif d'éclairage, ou les façonner in-situe pour recevoir un tel dispositif; la configuration du revêtement permet de garder en permanence la possibilité d'accès aux parties cachées en démontant les plaques de revêtement 6 et aussi de les remplacer facilement une à une si elles ont été détériorées. Revendications 1 - Procédé de fabrication d'écrans acoustiques absorbeurs de bruit bordant notamment les voies de communication, à partir d'une ossature primaire, caractérisé ce qu'il est assemblé à sec par utilisation d'éléments fabriqués en usine manuportables, fixés par des moyens de fixation démontables ou non, comprenant des éléments absorbeurs de son fixés sur une ossature secondaire, fixée elle-même sur une ossature primaire, ainsi que d'éléments de revêtement de protection, fixés sur un dispositif de liaison, lui-meme fixé sur l'ossature secondaire. 2 - Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qe l'ossature secondaire est constituée de bacs d'acier préfabriqués (2) fixés, sur des poteaux (8) plantés verticalement dans le sol (59) constituant l'ossature primaire, délimitant des alvéoles dans lesquels se placent des éléments absorbeurs de sons, servant de support à un dispositif de liaison constitué de profils (32), fixés sur des retours (17) et/ou (18), comprenant au moins une bande (33) sur laquelle sont fixés des éléments de revêtement de protection. 3 - Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ossature secondaire est constituée de poutrelles (46), placées parallèlement les unes aux autres, fixées sur une ossature primaire (45) formée d'un mur en béton, ou en maçonnerie, ou en bois, ou en matière synthètique, ou en matériaux composites, délimitant des alvéoles dans lesquels se placent des éléments absorbeurs de sons, servant de support à un dispositif de liaison constitué des profils (32), fixés sur des retours (58), comprenant au moins une bande (33) sur laquelle sont fixés des éléments de revêtement de protection. 4 - Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ossature secondaire est constituée de bastaings, placés parallèment les uns aux autres, fixées sur une ossature primaire (45) formée d'un mur en béton, ou en maçonnerie, ou en bois, ou en matière synthétique, ou en matériaux composites, à l'aide de cales et d'équerres, délimitant des alvéoles dans lesquels se placent des éléments absorbeurs de sons, servant de support à un dispositif de liaison constitué des profils (32), fixés sur lesdits bastaings, comprenant au moins une bande (33) sur laquelle sont fixés des éléments de revêtement de protection 5 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2, 3 et 4, caractérisé en ce que le profil (32) est en forme de U" dont la partie centrale (34) sert à la fixation sur la structure secondaire et dont les branches du "U" comportent chacune, à leur extrémité, une bande (33) de fixation des éléments de revêtement de protection, les parties (34) et (37) pouvant comporter des entailles (36), effectuées directement sur le chantier de pose. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le profil (32) comporte un support (38) de la base inférieure (40) de la plaque de revêtement (6). 7 - Dispositif en réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation sont soit des vis autotaraudantes, soit des ensembles composés d'une vis et d'un écrou, soit des ensembles formés de deux pièces susceptibles de se clipser entre elles. 8 - Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de revêtement de protection sont des plaques de revêtement (6), de forme générale rectangulaire, en pierre concassée amalgamée par une résine poreuse, et percées de trous usinés (36) permettant le passage de vis démontables pour la fixation sur le dispositif de liaison. 9 - Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de revêtement sont des plaques de revêtement (6), de forme générale rectangulaire, en pierre concassée amalgamée par une résine poreuse, et équipées au moment de la fabrication de pièces permettant leur clipsage sur des pièces correspondantes fixées sur le dispositif de liaison. 10 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les bacs acier (2) sont fixés, sur les poteaux métalliques (8) posés perpendiculairement à la direction générale du sol, soit à l'aide de cornières (21), soit à l'aide de profilés (39) en forme de "Z". 11 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les bacs (2) ont des rebords (13) et (14) qui comportent des retours (17) et (18) qui se superposent pour servir de support au profil (32) qui est fixé par une vis autotaraudante assemblant simultanément le profil (32) et les deux retours (17) et (18). 12 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les poutrelles (46) sont positionnées par rapport au mur, si nécessaire, à l'aide de cales (48) et fixées sur le mur à l'aide d'équerres (49) et de vis et écrous traversant des trous oblongs (53) et (55) positionnés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre, percés respectivement dans les poutrelles (46) et les équerres (49). 13 - Dispositif en réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément absorbeur de sons est constitué de plaques semi-rigides (5) de matériau constitué de fibres minérales. 14 - Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace vide compris entre la structure secondaire et les éléments de revêtement laisse le passage à des gaines et/ou des chemins de câbles. 15 - Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des équipements non destinés à l'absorption du bruit sont associés à certains éléments de revêtement qu'ils peuvent même éventuellement remplacer.