Brevet FR2732433A1 — publié le 19961004

JOINT D'ETANCHEITE ET SON PROCEDE DE REALISATION L'invention a pour objet un joint d'étanchéité destiné spécialement à être interposé entre les faces adjacentes de deux éléments préfabriqués en béton tels que des voussoirs constituant un revêtement de tunnel. Mais l'invention peut s'appliquer, d'une façon générale, à la réalisation de l'étanchéité entre deux pièces rigides de toute nature. Lors de la réalisation d'un tunnel souterrain, on réalise habituellement un revêtement en béton qui peut être moulé sur place mais qui, de façon avantageuse, peut être constitué d'éléments préfabriqués arqués appelés voussoirs, réalisés en béton armé ou précontraint et couvrant chacun un secteur cylindrique. Ces éléments sont mis en place l'un après l'autre de façon que leurs extrémités soient jointives et l'on réalise ainsi progressivement le revêtement tubulaire du tunnel au fur et à mesure de l'excavation. II est nécessaire de réaliser une étanchéité entre les éléments préfabriqués, le long de leurs faces latérales adjacentes, pour éviter les entrées d'eau et c'est pourquoi l'on interpose généralement, entre les éléments, des garnitures d'étanchéité en matière compressible qui doivent, normalement, résister à une certaine pression extérieure, en particulier lorsque le tunnel se trouve au-dessous du niveau de la nappe phréatique. A cet effet, chaque élément peut être muni d'une garniture d'étanchéité profilée s'étendant sur toute la périphérie de l'élément, le long de ses faces latérales d'extrémité. Dans ce cas, les garnitures placées le long des faces d'extrémité en regard de deux éléments adjacents s'appuient l'une sur l'autre. Pour fixer la garniture sur l'élément, celui-ci est muni d'une gorge périphérique dans laquelle se loge une partie correspondante de la garniture. Celle-ci peut tenir par simple élasticité ou bien être collée dans la gorge. Pour diminuer la longueur de garniture à utiliser, on peut aussi l'appliquer directement sur la face lisse d'extrémité de l'élément adjacent. Dans ce cas, chaque élément peut comporter, par exemple, une garniture fixée sur deux de ses faces latérales, les autres faces prenant appui directement sur les garnitures des éléments adjacents. Le profil et les dimensions en section transversale de la garniture, ainsi que les caractéristiques de la matiére dont elle est constituée, sont déterminés de façon que la garniture, après la mise en place des éléments, soit soumise à un degré de compression susceptible d'assurer l'étanchéité contre la pression de l'eau venant de l'extérieur. Cependant, les dimensions des éléments, la planéité des faces latérales d'extrémité et le positionnement relatif des éléments l'un par rapport à l'autre ne peuvent pas, en pratique, être déterminés de façon absolument certaine et c'est pourquoi les efforts de compression appliqués sur les joints entre les éléments, peuvent varier. En outre, pour creuser le tunnel, on utilise souvent un tunnelier qui porte des moyens d'excavation, et, d'autre part, constitue un blindage de protection contre les éboulements et les entrées d'eau. Ce tunnelier est placé dans le prolongement du revêtement du tunnel déjà réalisé et prend appui sur le revêtement, au moyen de vérins qui permettent de le faire avancer de la distance nécessaire à la pose d'une nouvelle série de voussoirs, lorsque l'excavation a été réalisée. Au moins à proximité de l'extrémité du revêtement sur laquelle s'appuie le tunnelier, les éléments préfabriqués déjà mis en place sont donc soumis à des efforts de poussée du tunnelier et il en résulte que les efforts de compression appliqués sur les joints entre les éléments ainsi que le jeu entre deux éléments adjacents peuvent varier d'une façon difficile à prévoir. De ce fait, le degré de compression du joint à certains endroits peut devenir trop faible pour assurer correctement l'étanchéité contre la pression de l'eau extérieure. L'invention a donc pour objet un nouveau type de joint d'étanchéité permettant de résoudre de tels problèmes et d'admettre notamment une certaine variation des jeux entre les éléments. En outre, le joint d'étanchéité selon l'invention peut faire l'objet de différentes variantes de réalisation permettant de répondre de façon très souple à l'ensemble des difficultés qui peuvent apparaître lors de la construction d'un tunnel. Mais l'invention ne se limite pas à cette application et peut s'appliquer, d'une façon générale, à la réalisation de tout joint d'étanchéité interposé entre une face latérale d'une première et une face d'application, constitué d'une garniture profilée en matière compressible s'étendant suivant une direction longitudinale et comprenant une partie interne de fixation étanche sur la première pièce et une partie externe d'appui sur la face d'application. Conformément à l'invention, dans son état d'origine avant la pose sur la première pièce, la partie externe de la garniture est munie d'au moins une languette profilée logée à l'intérieur d'au moins une rainure longitudinale s'ouvrant du côté de la face d'application et fixée sur la face interne de la dite rainure d'une façon facilement détachable, de façon à permettre la suppression et le remplacement éventuel de la languette au moins sur une partie de la longueur de la garniture pour faire varier le degré de compressibilité de celle-ci sur la longueur correspondante. Le joint selon l'invention peut être appliqué directement sur la face opposée de la pièce adjacente, ou bien sur un joint analogue fixé en vis à vis sur la dite face opposée. D'une façon particulièrement avantageuse, la garniture rainurée et la languette longitudinale sont réalisées en une seule pièce profilée, la languette ayant une section transversale légèrement inférieure à celle de la rainure et étant limitée par une face latérale qui n'est reliée à la face latérale en regard de la rainure que par au moins une bande de liaison facilement déchirable pour le retrait de la languette, lesdites faces latérales étant séparées par un jeu sur le reste de la périphérie de la languette. Dans un mode de réalisation préférentiel, la rainure a une section transversale polygonale et la languette a une section transversale polygonale conjuguée et reliée à la garniture par des bandes de liaison déchirables placées à ses angles. En particulier, la rainure et la languette ont avantageusement une section transversale en trapèze dont la grande base est placée vers l'intérieur de la garniture. Dans un premier mode de réalisation, au moins sur une partie de la longueur du joint, la languette est retirée de la rainure pour augmenter la capacité de déformation du joint sur la longueur correspondante. Dans un autre mode de réalisation, la languette est retirée sur au moins une partie de la longueur du joint et est remplacée par un joint auxiliaire profilé introduit et maintenu par clipsage dans la rainure. Ce joint auxiliaire peut avoir une section transversale sensiblement égale à celle de la rainure et présenter une rigidité supérieure à celle de la garniture pour diminuer la compressibilité du joint sur la longueur correspondante sans modifier son épaisseur. Mais le joint auxiliaire peut aussi avoir une section et/ou une épaisseur supérieure à celle de la rainure de façon à augmenter l'épaisseur globale de la garniture. Dans une autre variante, le joint auxiliaire est un joint hydrogonflant. L'invention couvre également le procédé de réalisation d'un joint d'étanchéité entre deux pièces adjacentes au moyen d'une garniture en matière déformable réalisée par moulage ou extrusion. Conformément à l'invention, lors du moulage ou de l'extrusion de la garniture, on réalise en même temps, dans la partie centrale de ia face d'application, au moins deux évidements longitudinaux séparés l'un de l'autre par une faible distance et limitant une languette longitudinale reliée au reste de la garniture par au moins une bande de liaison laissée entre lesdits évidements. Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante de certains modes de réalisation, donnés à titre d'exemple et représentés sur les dessins annexés. - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un joint d'étanchéité selon l'invention; - la figure 2 est une vue de détail à échelle agrandie; - la figure 3 est une vue partielle en perspective; - les figures 4, 5 et 6 montrent, en coupe transversale, différents modes d'utilisation du joint - la figure 7 montre un autre mode de réalisation. Sur la figure 1, on a représenté, en coupe transversale, un joint d'étanchéité constitué d'une garniture en matière élastiquement déformable 1 fixée sur une pièce de support 11. De façon classique, la garniture 1 comprend une partie interne 2 qui est logée dans une rainure longitudinale 12 de la pièce 11 et une partie externe 3 qui s'étend en saillie vers l'extérieur pour s'appliquer contre une pièce adjacente éventuellement munie d'un joint analogue. La partie interne 2 de la garniture 1 est avantageusement constituée de plusieurs nervures 21 donnant une possibilité de déformation élastique pour l'introduction et le maintien de la garniture 1 dans la rainure 12. En outre, les nervures 21 augmentent la capacité de déformation du joint sous l'effet d'un effort de compression. Dans le même but, la partie externe 3 d'application de la garniture 1 peut être munie d'évidements longitudinaux 31. La garniture 1 peut être réalisée de façon classique, par moulage ou extrusion d'une matière élastique compressible comme un caoutchouc naturel ou synthétique ou un polymère. Dans la partie centrale de sa face externe 32, la garniture 1 est en outre munie d'une languette longitudinale 4 réalisée en même temps que la garniture 1, lors du moulage ou de l'extrusion de celle-ci, d'une façon permettant de laisser un espace vide entre la face latérale 40 de la languette 4 et la face en regard 50 de la garniture 1 qui limite ainsi une rainure 5. Par exemple, comme on le voit plus en détail sur la figure 2, la languette longitudinale 4 est limitée par des évidements plats 41, 42, 43, qui, de préférence, donnent à la languette 4 une section trapézoïdale dont la grande base, constituée par l'évidement 42, est tournée vers l'intérieur de la garniture. Les évidements 41, 42, 43 sont réalisés dans la masse de la garniture 1 lors de l'extrusion de celle-ci et leurs extrémités sont écartées l'une de l'autre d'une faible distance. De la sorte, l'évidement central 42 est séparé de la base des évidements latéraux 41, 43 par deux bandelettes de matière 44, 44' ayant une faible épaisseur correspondant à l'espace (e) laissé entre les évidements.De même, les évidements latéraux 41 et 43 s'arrêtent à une faible distance de la face externe 32 de la garniture de façon à laisser, aux angles supérieurs de la languette 4, deux bandelettes de faible épaisseur 45, 45'. II en résulte que la languette longitudinale 4 n'est reliée au reste de la garniture que par quatre fines bandelettes de matière 44, 44', 45, 45' qui peuvent se déchirer facilement. Comme on l'a représenté sur la figure, pour faciliter le déchirement et ne pas risquer de détériorer la garniture, les bandelettes de liaison peuvent encore être amincies du côté de la garniture et élargies vers leur base, c'est-à-dire du côté de la languette 4. De la sorte, comme on l'a indiqué schématiquement et en perspective sur la figure 3, après la pose de la garniture 1 sur la pièce de support en béton 11, il est possible de soulever partiellement la languette 4 en la détachant de la garniture 1 par déchirement des bandes de liaison 44, 45. En se soulevant, la languette 4 libère ainsi, au centre de la garniture 1, une rainure 5 à section trapézoïdale définie par les faces externes des évidements 41, 42, 43. Selon les besoins, la languette 4 pourra être retirée soit sur toute la longueur du joint, soit seulement sur une partie de celui-ci. Un tel mode de réalisation présente en effet plusieurs possibilités d'utilisation qui sont représentées schématiquement sur les figures 4, 5, 6. Tout d'abord, le joint peut être utilisé normalement dans l'état représenté sur la figure 1, c'est-à-dire sans retrait de la languette centrale 4. Les caractéristiques de la garniture, notamment ses dimensions et son degré de compressibilité, sont donc déterminées en fonction des conditions normales d'utilisation correspondant à un positionnement parfait des éléments les uns par rapport aux autres avec le jeu nécessaire pour la mise en place du joint et l'obtention de la pression de contact souhaitée. Dans les zones où le jeu entre les éléments adjacents risque d'être trop faible, il est possible de retirer simplement la languette 4, comme on l'a représenté sur la figure 4. En diminuant ainsi la section utile du joint, la rainure centrale 5 étant vide, on augmente sa compressibilité et le joint peut donc se déformer de la façon prévue initialement pour assurer une étanchéité correcte. En revanche, dans des zones où le jeu risque d'être trop élevé, après avoir retiré la languette 4 sur la longueur correspondante, on peut la remplacer dans la rainure 5 par un joint auxiliaire 51 faisant saillie à l'extérieur de la garniture, comme on l'a représenté sur la figure 5. Un tel mode de réalisation permet d'adapter l'épaisseur du joint à celle du jeu, par exemple lorsque l'on constate d'importants désaffleurements à la pose des éléments, de façon à obtenir le degré de compression prévu pour assurer la pression de contact nécessaire à l'étanchéité. On peut, d'ailleurs, disposer de plusieurs profils de joints auxiliaires pour répondre aux différents besoins. En outre, le joint auxiliaire 52 peut aussi être du type hydrogonflant de façon que son épaisseur augmente en cas de fuite d'eau. Par ailleurs, il est également possible d'augmenter la pression de contact, sans modification de l'épaisseur de la garniture, en faisant varier la rigidité du joint auxiliaire. Par exemple, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 6, le joint auxiliaire a une section identique à celle de la rainure 5 de façon à la remplir complètement. Les évidements latéraux 41, 42, 43, sont ainsi supprimés pour obtenir le degré voulu de compressibilité dans les conditions normales d'exploitation, le joint auxiliaire 51 pourra être réalisé dans la même matière mais sans évidement de façon à augmenter la section utile de la garniture et, par conséquent, sa rigidité. Mais on peut ainsi réaliser le joint 51 dans une matière plus rigide que celle qui est utilisée pour la garniture 1. Le joint ainsi réalisé résiste donc mieux à la compression et, sa déformation étant moindre, il permet d'améliorer l'étanchéité en augmentant la pression de contact, par exemple dans les zones où l'on peut craindre un jeu excessif entre les éléments. Grâce à l'invention, on dispose ainsi d'une garniture d'étanchéité que l'on peut facilement adapter aux situations diverses rencontrées en pratique. En effet, dans les zones où l'on repère un problème d'étanchéité, il est possible de retirer la languette par un simple "pelage" et de la remplacer éventuellement par un joint auxiliaire, de façon à faire varier la compressibilité et même l'épaisseur du joint à l'endroit voulu. D'autre part, on notera que la forme trapézoïdale de la rainure 5 représentée sur les dessins, permet la mise en place instantanée du joint auxiliaire par simple clipsage dans la rainure. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails des modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre de simple exemple. En particulier, la garniture 1 et la gorge 12 de l'élément préfabriqué 11 dans laquelle elle est placée pourraient avoir des formes différentes. Par exemple, la languette pelable 4 peut avoir une section assez différente de celle de la rainure, les évidements 41, 42, 43 étant plus importants. D'une façon générale, d'ailleurs,le profil et les dimensions de la languette pelable selon l'invention qui est réalisée par moulage ou par extrusion en même temps que la garniture, peuvent être adaptés à tout type de garnitures connues. Par ailleurs, on a décrit le cas d'une languette unique placée dans la partie centrale du joint, mais il serait possible, par exemple, dans le cas d'un joint de grande largeur, de réaliser plusieurs languettes parallèles 4a, 4b, comme on l'a représenté sur la figure 7, les possibilité d'utilisation étant les mêmes que celles qui ont été illustrées par les figures 4, 5 et 6. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité entre une face latérale d'une première pièce (11) et une face d'application (10), constitué d'une garniture profilée (1) en matière compressible, s'étendant suivant une direction longitudinale et comprenant une partie interne (2) de fixation étanche sur la première pièce (11) et une partie externe (3) d'appui sur la face d'application (10) caractérisé par le fait que, dans son état d'origine avant la pose sur la première pièce (11), la partie externe (3) de la garniture (1) est munie d'au moins une languette profilée (4) logée à l'intérieur d'au moins une rainure longitudinale (5), ménagée dans ladite partie externe (3) et s'ouvrant du côté de la face d'application (10), ladite languette (4) étant fixée sur la face interne (50) de ladite rainure (5) d'une façon facilement détachable de façon à permettre la suppression et le remplacement éventuel de la languette (4) au moins sur une partie de la longueur de la garniture (1) pour faire varier le degré de compressibilité de celle-ci sur la longueur correspondante. 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la garniture (1) avec la rainure (5) et la languette longitudinale (4) sont réalisées sur une seule pièce profilée, la languette (4) ayant une section transversale inférieure à celle de la rainure (5) et étant limitée par une face latérale (40) qui n'est reliée à la face latérale en regard (50) de la rainure (5) que par au moins une bandelette de liaison (44) facilement déchirable pour le retrait de la languette (4), lesdites faces latérales (40, 50) étant séparées par un espace vide (41) sur le reste de la périphérie de la languette (4). 3. Joint d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rainure (5) a une section transversale polygonale et que la languette (4) a une section transversale polygonale conjuguée et est reliée à la garniture (1) par des bandelettes de liaison déchirables (44, 45) placées à ses angles. 4. Joint d'étanchéité selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rainure (5) et la languette (4) ont une section transversale en trapèze dont la grande base est placée vers l'intérieur de la garniture (1). 5. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au moins sur une partie de la longueur du joint, la languette (4) est retirée de la rainure (5) pour augmenter la capacité de déformation du joint sur la longueur correspondante. 6. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la languette (4) est retirée sur au moins une partie de la longueur de la garniture (1) et est remplacée par un joint auxiliaire profilé (51) introduit et maintenu dans la rainure (5). 7. Joint d'étanchéité selon la revendication 6, caractérisé en ce que le joint auxiliaire (51) a une section transversale sensiblement égale à celle de la rainure (5). 8. Joint d'étanchéité selon la revendication 6, caractérisé en ce que le joint auxiliaire (52) a une hauteur supérieure à celle de la rainure (5) de façon à faire saillie à l'éxtérieur de la garniture (1). 9. Joint détanchéité selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que le joint auxiliaire (51, 52) présente une rigidité supérieure à celle de la garniture (1) pour diminuer la compressibilité du joint sur la longueur correspondante. 10. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le joint auxiliaire (51, 52) est un joint hydrogonflant. 11. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est fixé sur une pièce en béton (11) du type voussoir et est appliqué directement sur une face opposée (10) d'une pièce adjacente. 12. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est fixé sur une première pièce en béton (11) et est appliqué sur une garniture d'étanchéité conjuguée, fixée sur une seconde pièce en béton adjacente. 13. Procédé de réalisation d'un joint d'étanchéité entre une face latérale d'une première pièce (11) et une face d'application (10), dans lequel on réalise, par moulage ou extrusion, une garniture d'étanchéité ayant une partie interne (2) que l'on fixe sur la première pièce (11) et une partie externe (3) d'appui sur une face d'application (10), caractérisé par le fait que, lors de la fabrication de la garniture (1), on réalise en même temps, dans la partie centrale de la partie externe (3), au moins deux évidements longitudinaux (41, 42), séparés l'un de l'autre par une faible distance (e) et limitant une languette longitudinale (4) reliée au reste de la garniture par au moins une bandelette de liaison (44) laissée entre lesdits évidements (41, 42).