Brevet FR2730511A1 — publié le 19960814

La présente invention concerne un dispositif d'ancrage mutuel de deux parois, délimitant entre elles un espace, destiné par exemple à être comblé par des matériaux de remblaiement en vue notamment de la réalisation d'une berge, ou d'un quai. Afin d'éviter que les forces de poussée du remblai sur les parois, par exemple en palplanches ou en béton, ne provoquent des écartements de celles-ci, il a déjà été imaginé de les relier par des tirants allant d'une paroi à l'autre. De manière à éviter les inconvénients rencontrés par le passé, essentiellement provoqués par le fait que la fixation des tirants sur les parois était effectuée par l'intermédiaire de dispositifs d'appui filetés, coopérant avec des parties d'extrémités également filetées desdits tirants, les documents FR2.445.410 et FR-2.504.572 décrivent une solution consistant à raccorder les extrémités des 'tirants aux parois correspondantes par l'intermédiaire d'organes d'ancrage munis de moyens d'articulation, permettant leur libre débattement angulaire autour d'un cône, et par conséquent facilitant l'alignement du tirant au cours du montage sur le site. Plus précisément, ces moyens consistent à réaliser, aux extrémités des tirants, une rotule destinée à se loger dans un manchon tubulaire ouvert à une extrémité pour autoriser le passage du tirant et présentant intérieurement un logement apte à recevoir la rotule. Le logement présente autour de l'ouverture une forme annulaire sphérique complémentaire de la forme de la rotule pour constituer un appui pour celle-ci dans le sens d'un éloignement relatif du tirant et du manchon. Le document FR-2.504.572 précité met en évidence un problème résidant dans le fait que le réglage de la traction des tirants est rendu mal aisé par le fait qu'elle est effectuée sous-charge et par conséquent fait obstacle à une libre rotation des rotules d'extrémités de tirants dans un logement correspondant des manchons. C'est ainsi que le but de ce document FR-2.504.572 est de prévoir une tête d'ancrage dans une des parois qui présente des moyens tels que la fraction de tirants reliée à la tête d'ancrage puisse être libérée de toutes contraintes lors du réglage de la traction générale des tirants. C'est ainsi qu'il y est décrit des moyens permettant de réduire ou supprimer la contrainte exercée par les tirants sur les manchons tout en maintenant l'effort exercé sur la paroi sur laquelle sont fixés lesdits manchons. Ces moyens sont constitués par un outil, par exemple des vérins, prenant appui sur le manchon de chaque tirant pour exercer une traction sur les tirants avant leur réglage, par mise sous pression desdits vérins, puis par suppression de cette pression permettant aux tirants de reprendre leur effort de traction. Il est à noter qu'une fois les réglages effectués et la pression sur les vérins relâchée, la contrainte exercée par les tirants sur les manchons provoque à nouveau un obstacle à la libre rotation des rotules d'extrémités des tirants dans les manchons. Or, le remblais rapporté entre deux parois se tasse progressivement sous l'effet de son propre poids et des charges qui lui sont appliquées, et dans son mouvement, le remblais entraîne vers le bas les tirants qui relient les parois entre elles et provoque une déformation des tirants, en particulier dans les zones proches des parois, telle que les rotules des tirants dans leur manchon respectif sont sollicitées en rotation angulaire vers le bas. Comme explicité précédemment, le blocage des rotules des tirants dans leur manchon, interdit toute rotation relative de celles-ci et l'extrémité sortante des tirants, qui est immobilisée par rapport au plan vertical de la paroi, subit une sorte de cisaillement dû à la forte pression s'exerçant verticalement de haut en bas et provoquant sur ladite extrémité, une flexion vers le bas. Ceci a pour conséquence de provoquer des contraintes au niveau des fibres supérieures et inférieures des extrémités des tirants, pouvant conduire à leur rupture si ceux-ci sont réalisés dans un matériau massif, ou à leur affaiblissement par rupture des brins supérieurs s'il s'agit de câbles d'acier. On pouvait également penser que les extrémités des tirants étant constituées par des rotules disposées dans des logements correspondants, devraient permettre un auto-alignement de l'ensemble, comme c'est le cas en cours de réglage, mais le présent demandeur a vérifié que ce n'est pas le cas. En effet, ces rotules étant obtenues par refoulement de métal à chaud ou bien encore par fonderie, l'état de surface obtenu offre un coefficient de glissement tout à fait défavorable et incontrôlé, ce qui s'oppose à la rotation relative des éléments. Il est à souligner que si les moyens décrits dans le document FR-2.504.572 précité auraient pu permettre de remédier à ce type d'inconvénient, il n'en est rien après remblaiement car il n'y a plus d'accessibilité pour l'utilisation d'un outil, tel que décrit dans ledit certificat d'addition. Toutes ces analyse et observation doivent être considérées comme la première phase de la démarche inventive, la deuxième phase consistant à proposer des moyens permettant de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'ancrage d'une paroi par rapport à une autre, délimitant entre elle un espace destiné à être comblé par des matériaux de remblaiement, constitué par au moins un tirant, reliant lesdites parois et relié à au moins l'une de celles-ci par l'intermédiaire de moyens d'articulation comprenant d'une part une rotule assujettie au tirant coopérant avec un siège correspondant, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de glissement contrôlé de la rotule dans son siège sous l'effet d'une poussée verticale exercée après le remblaiement, le long des parois, et lorsque le tirant est tendu selon une force de traction définitive. D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui suit et devront être prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles. Cette description fera mieux comprendre comment l'invention est réalisée et est effectuée en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente en perspective éclatée un dispositif d'ancrage selon l'invention, au cours d'une opération de montage, selon un premier exemple d'application, - la figure 2 représente en perspective éclatée un dispositif d'ancrage au cours d'une opération de montage, selon un second exemple d'application de l'invention, - la figure 3 représente une vue éclatée selon une coupe longitudinale d'un dispositif d'ancrage selon la figure 2, - la figure 4 représente, à échelle agrandie, un dispositif d'ancrage selon les figures 2 et 3 après montage. Le dispositif d'ancrage désigné 1 globalement sur les figures est destiné à être monté sur une paroi 2; 2A réalisée soit de moulage par coffrage sur le chantier même, selon des procédés connus, soit par l'intermédiaire de panneaux préfabriqués amenés et assemblés sur place. Le dispositif d'ancrage 1 est destiné à être solidarisé de la paroi 2 pour assurer la liaison avec une autre paroi (non représentée), par l'intermédiaire d'un tirant 3 et un autre dispositif d'ancrage du même type ou différent disposé sur l'autre paroi. Le tirant 3 se présente par exemple sous la forme d'une barre métallique massive, de section circulaire, portant au moins à l'une de ses extrémités, une rotule 4 à portée sphérique, de diamètre supérieur à celui de ladite barre et formant avec celle-ci une seule pièce. La rotule 4 est notamment formée sur la barre pour constituer le tirant 3, par exemple par forgeage à chaud. Elle pourra également être obtenue par refoulement de métal, ou encore par façonnage par l'intermédiaire de deux demi-matrices et un poinçon. Le dispositif d'ancrage proprement dit est notamment constitué par une tige filetée 5 de traversée de la paroi 2, prenant appui sur une face externe de celle-ci, par l'intermédiaire d'une plaque d'appui 6 qu'elle traverse par un trou 8, et d'un écrou de serrage 7 coopérant avec l'une des extrémités filetées Sa de la tige 5. L'autre extrémité filetée 5b de cette dernière est destinée à recevoir un manchon tubulaire creux 9 avec lequel elle est solidaire par vissage, et qui vient en appui sur la face interne de la paroi 2. L'axe de l'ensemble fixe ainsi constitué est orienté de manière sensiblement perpendiculaire au plan globalement vertical de ladite paroi. Bien entendu certains cas de figures pourront conduire à une orientation de cet axe différente. Le manchon tubulaire creux 9 comporte un filetage interne 9a, réalisé sur un alésage ouvert en direction de l'autre paroi, et destiné à coopérer par vissage avec une bague 10, dont la périphérie externe comporte un filetage 10a apte à coopérer par vissage avec le filetage interne 9a du manchon tubulaire 9. La bague filetée 10 présente un logement lOb, de manière à permettre le passage du tirant 3. La partie de ce logement lOb dirigée vers l'autre paroi est évasée, cônique ou sphérique, de façon à autoriser le débattement dudit tirant 3, tous azimuts, au cours de l'installation du tirant sur le site et du réglage, et cela selon des valeurs angulaires choisies, par exemple de 120 tout autour de l'axe longitudinal. Par contre, la partie opposée de ce même logement, dirigée vers la paroi sur laquelle il est destiné à être fixé, est constitué par un siège 11 correspondant à portée sphérique, dans lequel vient se loger et coopérer la rotule sphérique 4 assujettie au tirant 3. De cette manière, le serrage de la bague 10 dans le manchon 9 positionne la rotule sphérique 4 de façon définitive, selon un angle consécutif au positionnement relatif des points d'ancrage sur chacune des parois, et en fonction de la tension choisie du tirant 3. Selon l'invention, le dispositif décrit cidessus comprend des moyens de glissement contrôlé de la rotule 4 dans son siège 11, sous l'effet d'une poussée verticale exercée après le remblaiement le long des parois et lorsque le tirant 3 est tendu selon une force de traction définitive. Les moyens de glissement contrôlé de la rotule 4 sont constitués notamment par la présence d'un état de surface de celle-ci obtenu selon un usinage choisi. Selon un premier exemple, la rotule 4 est obtenue par usinage d'un élément en matériau dur, et rapportée sur l'extrémité de celui-ci. Bien que tout à fait envisageable, un tel exemple de réalisation conduit à des opérations d'usinage et de montage pouvant s 'avérer délicates et/ou coûteuses. C'est pour cela que selon un mode avantageux de réalisation, les moyens de glissement contrôlé sont constitués par une coupelle 12 intermédiaire ayant un coefficient de frottement choisi, coulissante et enfilée sur le tirant, interposée entre la partie sphérique de la rotule 4 et son siège 11, de forme correspondante. Cette coupelle 12 présente l'avantage majeur, pour un coût de réalisation et de mise en oeuvre très faible, de s'affranchir de toute opération d'usinage ultérieur de l'extrémité du tirant 3 formant la rotule 4, celle-ci pouvant rester brute de forge, de refoulement, ou autre. La coupelle intermédiaire 12 pourra être réalisée de toutes manières possibles et compatibles. A titre d'exemple non limitatif, elle peut être obtenue par usinage d'un matériau massif, ou estampage d'une rondelle plate. Elle pourra aussi être avantageusement obtenue par formage d'une rondelle, d'origine plate, s'effectuant progressivement au montage sur site notamment, lors de la traction sur le tirant 3. la coupelle 12 pourra être réalisée à partir d'un matériau auto-lubrifiant, ou encore dans de l'acier inoxydable, du téflon, ou de la céramique préformée, ou tout autre matériau adéquat. Grâce à ces dispositions, peu importe l'état de surface de la rotule 4 assujettie au tirant, on va autoriser un glissement relatif contrôlé du tirant au niveau de son point d'ancrage sous l'effet d'une charge importante verticale. En adaptant, le coefficient de frottement notamment de la coupelle 12 par rapport à la portée du siège 11 tel qu'une rotation de la rotule soit possible, on va empêcher une déformation irréversible du tirant et garantir la qualité du système d'ancrage et le respect des conditions du dimensionnement. A titre d'exemple, on choisira un coefficient de frottement inférieur à 1 et avantageusement de l'ordre de 0,5. Le dispositif représenté sur les figures 2, 3 et 4 diffère essentiellement du précédent en ce qu'il est plus particulièrement adapté à son montage sur une paroi en palplanche 2A plutôt qu'une paroi de béton 2, donc d'une épaisseur inférieure. Dans ce cas, à l'exception de la tige filetée 5 qui est bien entendu plus courte, toutes les autres parties du dispositif, sont identiques ou tout au moins basées sur le même concept, en l'adaptant selon les cas de figures rencontrés. Egalement selon le cas d'application de l'invention, un joint d'étanchéité 14 pourra être interposé entre la partie arrière du manchon 9 en contact avec la face correspondante de la paroi 2 et celle-ci. Naturellement, d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente demande. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ancrage d'une paroi (2; 2A) par rapport à une autre, délimitant entre elles un espace destiné à être comblé par des matériaux de remblaiement, constitué par au moins un tirant (3) reliant lesdites parois (2; 2A) et relié à au moins l'une de celles-ci, par l'intermédiaire de moyens d'articulation comprenant d'une part une rotule (4) assujettie au tirant (3) coopérant avec un siège correspondant (il), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de glissement contrôlé de la rotule (4) dans son siège (11), sous l'effet d'une poussée verticale exercée après le remblaiement, le long des parois, et lorsque le tirant (3) est tendu selon une force de traction définitive. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de glissement contrôlé sont constitués par une coupelle (12) intermédiaire ayant un coefficient de frottement choisi, interposée entre la partie sphérique de la rotule (4) et son siège (11). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coupelle intermédiaire est obtenue par usinage. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coupelle intermédiaire est obtenue par estampage d'une rondelle plate. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coupelle intermédiaire est obtenue par formage d'une rondelle, à l'origine plate, lors du montage. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coupelle (12) est réalisée dans un matériau auto-lubrifiant. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coupelle (12) est réalisée en acier inoxydable. 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coupelle (12) est réalisée en téflon.