Brevet FR2729684A1 — publié le 19960726

ELEMENT STRUCTURAL DE CONSTRUCTION ET PROCEDE DE CONSTRUCTION D'OUVRAGES HYDRAULIQUES A PARTIR DE TELS ELEMENTS La présente invention a trait au domaine de la construction et concerne plus particulièrement la réalisation d'ouvrages hydrauliques à des fins de rétention etlou de dérivation des eaux. Force est de constater que l'augmentation des crues des rivières, voire des fleuves, constitue un fléau de plus en plus important en raison de la démographie croissante de la population. En effet, les constructeurs n'hésitent plus à bâtir des habitations dans des zones proches des cours d'eau, nonobstant complètement les risques d'inondation. D'une manière générale, l'origine de ces crues est le plus souvent pluviale: cyclones tropicaux, averses méditerranéennes, fontes des neiges (crue du Tarn en mars 1930). Actuellement, la prévision ou les remèdes contre les crues font appel à des systèmes d'alerte, à des calculs d'hauteurs d'eau maximales, à des équipements des rivières avec des travaux de protection, tels que des barrages, des digues, etc... Néanmoins, tous les risques ne sont pas écartés en cas de crues exceptionnelles, ce qui a engendré, au cours de la dernière décennie, des conséquences désastreuses et même meurtrières. Faisant le bilan de ces constatations et partant du fait que les débordements des cours d'eau sont trop brusques pour mettre en oeuvre des ouvrages de génie civil de conception classique, le demandeur a mené des recherches visant à pallier à ce genre d'inconvénients, grâce à une intervention rapide permettant d'assurer la rétention des eaux au niveau du cours d'eau pour éviter qu'il ne sorte de son lit, ou encore, lorsque les courants d'eau sont dejà trop violents, leur dérivation vers des zones de moindre risque afin de protéger les zones plus sensibles aux dégradations. Ces recherches ont abouti à une conception originale d'un ouvrage hydraulique modulaire tel qu'un barrage de retenue et/ou de dérivation des eaux, facile à mettre en oeuvre et rapide à venger en toute circonstance et quel que soit le lieu. Ce concept d'ouvrage repose essentiellement, selon les dispositions fondamentales de l'invention, sur l'utilisation d'éléments structuraux de construction d'un type nouveau. Un tel élément structural de construction est remarquable en ce qu'il est constitué par un parallélépipède rectangle creux pour faire office de contenant et qui, aménagé à sa partie haute d'au moins une ouverture de remplissage et à sa partie basse d'au moins une ouverture de vidage permettant de lester ledit élément creux d'une matière de remplissage telle que de l'eau, possède des organes d'assemblage disposés sur ses deux parois latérales d'une part, pour autoriser un assemblage horizontal coplanaire d'éléments contigus entre eux et, sur ses parois supérieure et inférieure d'autre part' pour autoriser un assemblage vertical d'éléments superposés entre eux. Un tel élément de construction creux offre de nombreux avantages et parmi ceux-ci:: - son coût, car il peut entre réalisé à partir d'un matériau therinodurcissabletel que le plastique, particulièrement indiqué pour une faWication en série industrielle, - son transport et sa manutention, grâce à son poids considérablement allégé parcequ évidé, - sa réutilisation, car il autorise une construction démontable, - sa facilité de charge car l'eau qui, peut être utilisée comme corps pesant, est l'élément naturel dont on dispose à profusion au moment des crues, - etc... Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les faces longitudinales du parallélépipède comportent également des organes d'assemblage pour autoriser un assemblage horizontal non coplanaire des éléments entre CUL Ainsi, il est possible d'obtenir des liaisons en équerre de deux murs. Cette réalisation trouve une application irnrr pour un contreventement du mur principal de rétention. L'invention concerne également un procédé de construction d'un ouvrage hydraulique modulaire à parir de tels éléments structuraux de construction, notamment pour la réalisation rapide d'un barrage de retenue et/ou de dérivation des eaux en cas de crues. Ce procédé est remarquable en ce qu'il consiste: - dans un premier temps, à assembler horizontalement une première rangée d'éléments de construction creux en emboîtant les organes d'assemblage des parois latérales entre eux, - dans un deuxième temps, à remplir d'eau chaque élément de cette ptemère rangée à partir d'une ou de plusieurs ouvertures de remplissage, - dans un troisième temps, à superposer une rangée supérieure d'éléments de construction en prenant soin d'emboîter horizontalement les organes d'assemblage des éléments de construction contigus et verticalement les organes d'assemblage des éléments de la rangée supérieure sur ceux de la rangée sous jacente, - dans un quatrième temps, à remplir d'eau chaque élément de la rangée supérieure à partir d'une ou de plusieurs ouvertures de remplissage. Les éléments de construction d'une rangée pourront être posés décalés par rapport à ceux des deux rangées inférieure et supérieure afin de renforcer la rigidité de l'ouvrage dressé à partir de tels éléments. On comprend qu'un tel procédé de construction d'un ouvrage hydraulique modulaire est facile et très rapide à mettre en oeuvre. En effet, ces éléments de construction d'une manutention et d'une manipulation aisées pour les raisons susévoquées, n'exigent aucun matériau de scellement dès lors que l'inertie de l'ouvrage édifié est simplement assumée par l'eau de remplissage qui abonde en ces endroits critiques de construction. En outre, le fait de pouvoir vider lesdits éléments de leur contenu facilite les opérations de démontage de l'ouvrage hydraulique.C'est donc un autre avantage non négligeable de ces éléments de construction que de pouvoir autoriser l'érection rapide d'un barrage précaire d'une part, et une nouvelle utilisation des éléments d'autre part, pour faire disparaître immédiatement ledit ouvrage après usage sans défigurer l'environnement. Bien que les aspects principaux de l'invention considérés comme nouveaux aient été exprimés cidessus, de plus amples détails concernant des modes de réalisation préférée d'éléments structuraux de construction respectant les concepts fondamentaux de l'invention, seront mieux compris en se référant à la description ci-après et aux dessins l'accompagnant illustrant ces modes de réalisation, Sur ces dessins: La figure 1 est une vue en paspel:iive d'un tel élément de construction. La figure 2 est une vue en perspective illustrant l'assemblage vertical coplanaire de deux éléments de construction de la figure 1, disposés en ligne. La figure 3 est une vue en perspective illustrant l'assemblage vertical non coplanaire de deux éléments de construction de la figure 1, disposés en équestre. La figure 4 est une vue en perspective illustrant un ouvrage de deux rangées d'éléments de construction de la figure 1. La figure 5 est une vue en coupe verticale d'une première variante de dalisation de l'élément de construction de la figure 1. La figure 6 est une vue en coupe verticale d'une deuxième variante de réalisation de l'élément de construction de la figure 1. L'élément structural de construction référencé 100 dans son ensemble et illustré sur le dessin de la figure 1, adopte la forme générale d'un parallélépipède rectangle régulier comprenant six panneaux délimitant les six faces du parallélépipède qui se définissent par: - deux parois inférieure 110 et supérieure 120, - deux parois latérales 130 et 140, - deux parois longitudinales 150 et 160. Ces six parois délimitent entre elles un volume creux pouvant être comblé par une masse d'eau faisant office de lest, admise au moyen de deux ouvertures d'adînssion 121 et 122, lesquelles sont percées dans la paroi supérieure 120 de l'élément 100. Deux autres ouvertures 151 et 152, pratiquées dans la partie basse de la paroi longitudinale 150 permettent, quant à elles, d'assurer le vidage de l'élément creux de son contenu d'eau Ces ouvertures de vidage 151 et 152 sont obturables à l'aide de bouchons amovibles (non représentés) lorsque la masse d'eau doit être contenue à l'interieur de lestement 100.Pour l'opération de vidage proprement dite, il suffit donc d'enlever lesdits bouchons. L'élément 100 possède en outre des organes d'assemblage permettant de le lier à d'autres éléments 100 selon plusieurs directions. Selon une première direction autorisant une liaison coplanaire dans un plan horizontal, l'élément 100 comprend deux organes d'assemblage constitits par un tenon en queue-d'aronde 130a aménagé sur la hauteur de la paroi latérale 130 et une mortaise correspondante 140a aménagée sur la hauteur de l'autre paroi latérale 140 pour recevoir le tenon en queued'aronde 130a d'un élément contigu 100 permettant d'assurer ainsi une liaison en ligne d'un ou de plusieurs éléments 100 (cf. figures 2 et 3). De préférence, les tenons 130a et les mortaises 140a sont préformés sur l'entière hauteur des parois latérales 130 et 140 pour autoriser leur emboîtement mutuel par simple glissement de haut en bas, comme le montre la flèche de la figure 2. Selon une deuxième direction autorisant une liaison non-coplanaire dans un plan horizontal (cf. figure 3), l'une (150) des deux parois longitudinales du paralléldpipEde peut comporter un organe d'assemblage formé de préférence par au moins une mortaise 150a préformée sur l'entière hauteur de l'élément 100, de manière à être apte à recevoir un tenon en queue-d'aronde 130a de la paroi latérale 130 d'un autre élément 100, à des fins d'assemblage en équerre des deux éléments 100. Selon une troisième direction autorisant une liaison coplanaire dans un plan vertical, L'élément de construction 100 comprend deux organes d'assemblage vertical constitués par un tenon 120a préformé sur la paroi supérieure 120 du parallélépipède et par une mortaise correspondante en creux 110a aménagée sur la paroi inférieure 110 du parallélépipède pour coiffer le tenon 120a d'un élément inférieur 100. Comme montré sur le dessin de la figure 4, ces deux organes d'assemblage l lOa et 120a permettent d'assurer une liaison entre les éléments 100 de deux rangées superposées par calage des mortaises 1 10a sur les tenons 120a La mortaise en creux 1 10a pratiquée sur la paroi inférieure 110 des éléments 100 conforte la stabilité de l'ouvrage édifié par l'effet de ventouse qu'elle produit. L'élément de construction 100 a été cidessus décrit dans sa forme la plus dlémentaire, à partir de laquelle divers aménagements et adaons pourront y être aws en vue d'améliorer ses caractéristiques de rigidité et d'assemblage. Ainsi, par exemple comme illustrée sur le dessin de la figure 6, une cloison de séparation médiane 170 du volume intérieur peut renforcer la rigidité de l'ensemble à la déformation. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, la longueur du parallélépipède sera double de sa largeur de façon à autoriser un décalage entre les éléments de deux rangées superposées, comme montré sur les dessins des figures 3 et 4. Pour autoriser un assemblage en équerre de deux rangées avec décalage des éléments 100, la paroi supérieure 120 comportera de préférence deux tenons 120a et 120a'. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'élément de construction 100, tel qu'illustré sur le dessin de la figure 5, adopte une forme carrée dont une face latérale 130 est aménagée d'un tenon 130a et trois faces latérales 140, 150, 160 sont chacune aménagées d'une mortaise 140a, 150a, 160a sur toute leur largeur. Un tel élément 100 a pour avantage de réaliser des assemblages selon quatre directions.Dans le cas d'un élément de construction rectangulaire illustré sur le dessin de la figure 6, chacune des parois longitudinales 150 et 160 peut comporter deux mortaises 150a, 160a De tels éléments structuraux de construction 100 permettent de mettre en oeuvre un procédé de construction d'un ouvrage hydraulique modulaire pour la réalisation d'un barrage de retenue et/ou de ddrivation. Ce procédé consiste:: -dansunprerniertemps, à emboîter horizontalement une rangée d'éléments 100 en engageant par glissement de haut en bas (figure 2), des tenons 130a dans les mortaises 140a ou vice-versa, - dans un deuxième temps, à remplir d'eau chaque élément 100 à partir des ouvertures de remplissage 121 et 122, - dans un troisième temps, à superposer une rangée supérieure d'éléments 100 en emboîtant horizontalement les éléments contigus par glissement de haut en bas des tenons 130a dans les mortaises 140a ou vice-versa, et en emboîtant verticalement les éléments 100 de la rangée supérieure par engagement des mortaises l lOa de leurs parois inférieures 110 dans les tenons 120a des parois supérieures 120 des éléments 100 de la rangée sous jacente, - dans un quatrième temps, à remplir d'eau chaque élément 100 de la rangée supérieure à partir des ouvertures de remplissage 121 et 122. Pour démonter un tel ouvrage, il suffit de libérer les ouvertures de vidage 151 et 152 pour que les éléments se vident de leur contenu en eau et de les dégager de leur assemblage aux autres éléments. L'invention décrite ci-dessus, trouve une application particulièrement intéressante dans la réalisation de structures rigides puisqu'elle permet de réunir des éléments structuraux de construction sans les endommager afin d'obtenir un ouvrage hydraulique stable, solide et facilement montable et démontable. Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. 100 Elément structural de construction 110.... . . Paroi inférieure 110a Mortaises 120.. . . Paroi supérieure 120a,120a' Tenons 121,122 ... Ouvertures d'admission 130,140 . Parois latérales 130a..... Tenons en queue-d'aronde 140a Mortaises en queue-d'aronde 150,160 . . . Parois longitudinales 150a, 160a...... Mortaises en queue-d'aronde 151, 152 .. Ouvertures de vidage 170 . Cloison de séparation médiane REVENDICATIONS 1. Elément structural de construction (100) d'un ouvrage hydraulique à des fins de rétention d'eau, CARACTERISE PAR LE FAIT Qu'il est constitué par un parallélépipède rectangle creux pour faire office de contenant et qui, aménagé à sa partie haute d'au moins une ouverture de remplissage (121 et 122) et àsa partie basse d'au moins une ouverture de vidage (151 et 152) permettant de lester ledit élément creux d'une madère de remplissage, possède des organes d'assemblage (130a, 140a, 150a, 160a) disposés sur ses deux parois latérales (130 et 140) d'une part pour autoriser un assemblage horizontal coplanaire d'éléments (100) contigus entre eux et sur ses parois inférieure (110) et supérieure (120) d'autre part' pour un assemblage vertical d'éléments (100) superposés entre eux. 2. Elément structural de construction selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE l'une (150, 160) au moins des deux faces longitudinales du parallélépipède comporte des organes d'assemblage (150a, 160a) pour autoriser un assemblage horizontal non coplanaire des éléments (100) entre eux. 3. Elément structural de construction selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les organes d'assemblage vertical (l lOa et 120a) des éléments (100) entre eux sont constitués par un tenon (120a) aménagé sur toute la longueur de la paroi supérieure (120) du parallélépipède et une mortaise correspondante (1 l0a) aménagée sur toute la longueur de la paroi inférieure (110) du parallélépipède pour coiffer le tenon (120a) d'un élément inférieur (100). 4. Elément structural de construction selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les organes d'assemblage horizontal (130a et 140a) des éléments (100) entre eux sont constitués par un tenon en queued'aronde (130a) aménagé sur toute la hauteur d'une (130) des parois latérales du parallélépipède et une mortaise correspondante (140a) aménagée sur toute la hauteur de l'autre paroi latérale (140) du parallélépipède pour recevoir le tenon en queue-d'aronde (130a) d'un élément contigu (100). 5. Elément structural de construction selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la ou les ouvertures de remplissage (121 et 122) sont pratiquées dans la paroi supérieure (120) du parallélépipède. 6. Elément structural de construction selon la revendication 1, CARACTERIW PAR LE FAIT QUE la ou les ouvertures de vidage (151 et 1512) sont pratiquées dans une (150) des deux parois longitudinales du parallélépipède. 7. Elément structural de construction selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la matière de remplissage permettant de lester l'élément creux (100) est constituée par de l'eau. 8. Elément structural de construction selon les revendications 1, 2 et 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la longueur du parallélépipède est double de sa largeur. 9. Elément structural de construction selon les revendications 1 et 8, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le volume intérieur de l'élément double (100) comporte au moins une cloison de séparation médiane de renfort (170). 10. Procédé de construction d'un ouvrage hydraulique modulaire à partir d'éléments structuraux de construction (100) selon les revendications 1 à 9 prises ensemble, pour la réalisation d'un barrage de retenue et/ou de dérivation des eaux, CARACTERISE EN CE QU' il consiste: - dans un premier temps, à emboîter horizontalement une rangée d'éléments structuraux de construction creux (100) en engageant par glissement de haut en bas des tenons (130a) dans les mortaises (140a) ou vice-versa, - dans un deuxième temps, à remplir d'eau chaque élément creux (100) à partir de la ou des ouvertures de remplissage (121 et 122), - dans un troisième temps, à superposer une rangée supérieure d'éléments structuraux de construction (100) en emboîtant horizontalement les éléments contigus (100) par glissement de haut en bas des tenons (130a) dans les mortaises (140a) ou vice-versa, et en emboîtant verticalement les éléments de construction (100) de la rangée supérieure par engagement des mortaises (110a) de leurs parois inférieures (110) dans les tenons (120a) des parois supérieures (120) des éléments de construction (100) de la rangée sous jacente, - et dans un quatrième temps, à remplir d'eau chaque élément de construction (100) de la rangée supérieure à partir de la ou des ouvertures de remplissage (121 et 122).