Brevet FR2751675A1 — publié le 19980130

La présente invention concerne un élément préfabriqué en béton destiné à être assemblé à d'autres éléments semblables pour constituer la paroi voûtée d'un ouvrage d'art. Il est bien connu d'aménager un passage sous un talus remblayé, notamment pour une voie de circulation routière ou pour un cours d'eau, au moyen d'un ouvrage d'art comprenant une paroi voûtée. Le document intitulé "Passages inférieurs voûtés" de 1978, édité par la Direction Générale des Transports Intérieurs du ministère français des transports, décrit un tel ouvrage d'art, constitué par une succession d'éléments de forme courbe disposés côte à côte, formant la paroi voûtée de l'ouvrage, et par un radier ou deux semelles d'appui parallèles, supportant ces éléments. Pour des conduits de faible section, les éléments formant la voûte de l'ouvrage peuvent être de section sensiblement hémi-tubulaire. Par contre, il devient impossible de fabriquer et de transporter sur le site de tels éléments dès lors que la largeur à la base de l'ouvrage dépasse environ cinq mètres ou que la hauteur de celui-ci dépasse environ trois mètres. La paroi voûtée est alors réalisée, sur un même segment de l'ouvrage, par assemblage de plusieurs éléments. La plupart du temps, ces éléments représentent chacun une moitié de la section voûtée de l'ouvrage. Ils viennent en appui les uns contre les autres au niveau de la clé de voûte et sont assemblés par une longrine en béton, coulée sur place. Selon une technique d'assemblage connue, les éléments présentent des faces d'appui munies de parties profilées complémentaires, susceptibles d' emboîtement réciproque, et comprennent des armatures sortantes faisant saillie sur leur côté extérieur. Cee liements viennent directement en appui les uns contre les autres, en étant calés mutuellement grâce à l'emboîtement desdites parties profilées. Ce calage permet un auto-positionnement des éléments au moment de leur mise en place, qui a pour avantage de réduire ou d'éliminer tout étayage. Les armatures sortantes des éléments sont ensuite reliées par des armatures longitudinales, puis noyées dans du béton coulé constituant la longrine d'assemblage. La longrine est ainsi aménagée au-dessus de la paroi des éléments. Cette position de la longrine est guère favorable au travail de la paroi voûtée lorsque celle-ci subit les contraintes transmises par la masse des remblais ou par les mouvements du terrain. En effet, les éléments, en réponse à ces contraintes, se déforment et tendent à pivoter plus ou moins les uns par rapport aux autres autour d'un axe situé sensiblement à mi-hauteur de leurs faces d'appui. Ils transmettent alors à la longrine des contraintes transversales très importantes. I1 en résulte fréquemment l'apparition de fissures dans la longrine ou dans les éléments, qui affectent notablement la résistance de l'ouvrage dans le temps. La construction d'un coffrage longitudinal à la partie supérieure de l'ouvrage pour le coulage de la longrine est par ailleurs une opération relativement délicate et complexe. Le document précité de 1978 décrit des éléments s'interrompant à distance de la clé de voûte et comprenant des armatures faisant saillie dans le prolongement de leur paroi. Un échafaudage de hauteur correspondant à la hauteur de la voûte est mis en place sur le radier, au droit de la clé de voûte, cet échafaudage supportant une plaque de même courbure que la voûte. Les éléments sont ensuite placés sur le radier et sont étayés de manière à ce que leurs bords supérieurs soient en regard et viennent au contact de ladite plaque, puis des armatures longitudinales sont reliées aux armatures des différents éléments et l'ensemble est noyé dans du béton coulé, ladite plaque formant un fond de coffrage. Cette solution permet d'obtenir une voûte sensiblement homogène dans sa structure. Toutefois, elle n'est pas utilisée en pratique compte tenu de sa complexité de mise en oeuvre. I1 serait en effet extrêmement fastidieux de monter l'échafaudage, de positionner les éléments en les étayant afin qu'ils viennent au contact de la plaque, de mettre en place les armatures, de structure relativement complexe, de couler une quantité importante de béton pour réaliser l'assemblage, puis de retirer l'ensemble de l'échafaudage. La demande de brevet nO 94.09607 décrit un ouvrage du type précité, dans lequel chaque élément courbe comprend, au niveau de son extrémité destinée à être assemblée à l'extrémité d'un autre élément, un évidement aménagé dans sa face extérieure, pour le coulage de la longrine, et des armatures situées dans cet évidement, pour son assemblage aux autres éléments, l'évidement étant délimité, au niveau de son fond, par des becquets en saillie. Les évidements des différents éléments de l'ouvrage forment, lorsque ces éléments sont mis en place les uns en regard des autres, une rainure pouvant être remplie de béton pour constituer une longrine d'assemblage. Cette solution est intéressante mais n'est toutefois pas dénuée d'inconvénients. En effet, les éléments ne sont en appui les uns contre les autres qu'au niveau des extrémités des becquets, et sont par conséquent en équilibre précaire. Pour les maintenir en position le temps que la longrine soit coulée, il est nécessaire de poser des pièces transversales de jonction des éléments, ces pièces étant retirées une fois la longrine coulée. Ces opérations, réalisées à l'intérieur de l'ouvrage et en clé de voûte, sont relativement longues et difficiles, d'autant plus que l'alignement des becquets n'est pas parfait la plupart du temps. Le risque de ripage des éléments est important, ce qui met en jeu la sécurité du personnel travaillant sur le chantier. I1 en résulte que la mise en appui des éléments est une opération délicate, impliquant beaucoup de précautions. Des cales doivent en outre être placées entre les extrémités des becquets, afin que celles-ci ne viennent pas directement en contact les unes avec les autres. A défaut, les éléments transmettraient des contraintes transversales importantes à la longrine lors de leurs déformations. La mise en place de ces cales contribue à complexifier la construction de l'ouvrage. Cette demande de brevet nO 94.09607 décrit en outre des éléments présentant des pieds d'appui au sol placés entre des armatures en forme de boucle. Ces pieds et boucles sont destinés à être noyés dans du béton coulé, constituant un radier ou des semelles. L'engagement des armatures longitudinales au travers des armatures en forme de boucle n'est pas très facile, compte tenu de la présence de ces pieds. Le réglage de la position des éléments par rapport au sol est également problématique à réaliser. La présente invention vise à remédier à l'ensemble des inconvénient précités. L'élément concerné est destiné à venir en appui contre un ou plusieurs autres éléments semblables situés en regard, et à être assemblé à ce ou ces autres éléments au moyen d'une longrine en béton pour constituer la paroi voûtée d'un ouvrage d'art. Cet élément est du même type que celui connu par la demande de brevet nO 94.09607 précitée. Selon l'invention, chaque élément comprend au moins une pièce rigide d'appui fixée à lui, comportant, à son extrémité libre, une surface de profil non plan, cette pièce rigide d'appui venant porter, lorsque l'élément est mis en appui contre un autre élément situé en regard, contre une pièce semblable que comprend cet autre élément, ces deux pièces rigides d'appui présentant des profils complémentaires, de sorte que l'extrémité d'une pièce est apte à venir en prise avec l'extrémité de l'autre pièce pour assurer le calage des éléments. Les éléments peuvent ainsi être parfaitement calés lors de leur mise en appui les uns contre les autres, le temps qu'une longrine d'assemblage soit coulée. Cette longrine ne nécessite pas la construction d'un coffrage et est située dans le prolongement de la paroi des éléments. Tout étayage, toute pose puis retrait de pièces transversales de jonction, et tout risque de ripage des éléments sont ainsi éliminés. Les pièces d'appui peuvent comprendre ou recevoir des moyens, tels que des boulons, permettant d'assurer leur maintien en contact mutuel, dans le cas où le coulage de la longrine serait différé. De préférence, chaque pièce d'appui est constituée par un profilé, dont une partie est noyée dans la paroi de l'élément et dont une autre partie fait saillie de cette paroi, et par une plaque d'appui fixée à l'extrémité libre de ce profilé, cette plaque présentant, selon qu'elle est placée sur un élément situé sur un côté de l'ouvrage ou sur l'élément situé en face de celui-ci, soit une cavité longitudinale, soit une saillie longitudinale destinée à être reçue dans cette cavité pour permettre la venue en prise de ces deux plaques. Une platine peut être fixée audit profilé de manière à prendre appui contre l'élément pour répartir les efforts exercés par celui-ci sur l'élément en béton. De préférence, l'élément représente une moitié de la section voûtée de l'ouvrage, et la série d'éléments de l'ouvrage située sur un côté de l'ouvrage est décalée d'environ une demi-largeur d'élément par rapport à la série d'éléments située sur l'autre côté de l'ouvrage, chaque élément comprenant alors au moins deux pièces d'appui situées environ au quart et au trois-quart de sa largeur. Chacune de ces pièces d'appui vient ainsi en face d'une pièce d'appui aménagée dans la partie correspondante de l'un des deux éléments situés en regard. Le calage mutuel des différents éléments consécutifs est parfaitement assuré. Avantageusement, les armatures de l'élément sont en forme de boucles, et les pièces d'appui, situées entre deux armatures consécutives, sont inscrites dans les boucles que forment ces armatures. Les pièces d'appui ne constituent pas un obstacle au passage des barres ou armatures longitudinales reliant ces armatures. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la paroi située sur le côté intérieur de l'élément pour délimiter le fond dudit évidement est constituée par un becquet formant corps avec l'élément, la face d'extrémité libre de ce becquet étant située légèrement en retrait de l'interface d'appui desdites pièces d'appui. Les becquets de deux éléments situés en regard viennent ainsi en face l'un de l'autre pour délimiter le fond de l'évidement recevant le béton qui constitue la longrine. En variante, une plaque peut être rapportée sur les éléments en regard, après mise en appui mutuel de ceux-ci, pour constituer le fond du coffrage. Selon d'autre caractéristiques de l'invention, le bord inférieur de chaque élément comprend - des armatures en forme de boucles, destinées à être noyées dans du béton coulé formant un radier ou des semelles d'appui - au moins deux pieds venant en appui contre le sol, constitués chacun par un profilé de largeur moindre que celle des armatures et par une plaque d'appui fixée à l'extrémité libre de ce profilé. Les profilés de ces pieds ne font pas obstacle à l'engagement de barres ou d'armatures au travers des boucles que forment ces armatures, ce qui facilite la pose de ces barres ou armatures. Avantageusement, ces pieds sont munis de moyens permettant de régler leur longueur, donc la hauteur de l'élément par rapport au sol. Un positionnement de l'élément est ainsi rendu possible. Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée d'un élément préfabriqué qu'elle concerne. La figure 1 est une vue en perspective d'un ouvrage d'art comprenant une paroi voûtée, cette paroi voûtée étant constituée par plusieurs éléments préfabriqués conformes à l'invention la figure 2 est une vue partielle, en perspective et à échelle agrandie, de trois de ces éléments, en cours de pose la figure 3 est une vue en bout de la partie supérieure de deux éléments, après assemblage, et la figure 4 est une vue de profil de la base d'un élément, à échelle agrandie. La figure 1 représente un ouvrage d'art 1 comprenant une paroi voûtée 2. Cet ouvrage 1 est destiné à être recouvert par un talus remblayé, et permet d'aménager un passage sous ce talus, notamment pour une voie de circulation routière ou pour un cours d'eau. L'ouvrage 1 est constitué par une succession d'éléments 5 de forme courbe disposés côte à côte, formant la paroi voûtée 2, et par deux semelles d'appui 6 parallèles, supportant ces éléments 5. Les éléments 5 représentent chacun une moitié de la section voûtée de l'ouvrage 1 et viennent en appui les uns contre les autres au niveau de la clé de voûte. La série d'éléments 5 située sur un côté de l'ouvrage 1 est décalée d'une demi-largeur d'élément 5 par rapport à la série d'éléments 5 située sur l'autre côté de l'ouvrage 1. A ses extrémités, l'ouvrage 1 comprend deux éléments 5a dont la largeur est égale à la moitié de celle des éléments 5, afin que l'ouvrage 1 s'interrompe par une face d'extrémité plane. Les figures 2 et 3 montrent les portions supérieures de deux éléments 5 en regard. Chaque élément 5 comprend un évidement 10 aménagé dans sa face extérieure, cet évidement 10 étant délimité latéralement par une face 11 d'extrémité de l'élément 5 et, au niveau de son fond, par un becquet 12 situé sur le côté intérieur de l'élément 5. Des armatures 15 en forme de boucle font saillie de la face 11. Ces armatures 15 sont disposées dans des plans verticaux, perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'ouvrage 1, et sont décalées par rapport aux armatures 15 d'un élément 5 situé en regard, de manière à s'entrecroiser lorsque les éléments 5 sont en position d'assemblage, comme montré à la figure 3. Chaque élément 5 comprend en outre deux pièces rigides d'appui 16 fixées à lui, situées environ au quart et au trois-quart de sa largeur. Ces pièces 16 font saillie de ladite face 11. Elles sont situées entre deux armatures 15 consécutives et sont inscrites dans les boucles que forment les différentes armatures 15. Chaque pièce d'appui 16 est constituée par un profilé 17, à section transversale en I, dont une partie est noyée dans la paroi de l'élément 5 et dont une autre partie fait saillie de cette paroi, par une plaque d'appui 18 fixée à l'extrémité libre de ce profilé 17, et par une platine 19, également fixée à ce profilé 17, venant en appui contre la face 11. Chaque plaque d'appui 18 présente, selon qu'elle est placée sur un élément 5 situé sur un côté de l'ouvrage 1 ou sur l'élément 5 situé en regard de celui-ci, soit une cavité longitudinale 21, soit une saillie longitudinale 22 destinée à être reçue dans cette cavité 21 pour permettre la venue en prise verticale des deux plaques 18. Les plaques d'appui 18 comprennent en outre des trous 25 pouvant recevoir des boulons 26, comme montré à la figure 3. I1 apparaît sur cette figure que les becquets 12 ont une longueur telle que, dans la position d'appui des éléments 5 les uns contre les autres, leurs faces d'extrémités libres sont situées légèrement en retrait de l'interface d'appui des plaques 18. I1 apparaît aux figures 1 et 4 que le bord inférieur de chaque élément 5 comprend - des armatures 30 en forme de boucles, destinées à être noyées dans du béton coulé formant les semelles 6 ; - deux pieds 31 venant en appui contre le sol, constitués chacun par un profilé 32 à section transversale en I et par une plaque d'appui 33 fixée à l'extrémité libre de ce profilé 32. Les armatures 30 sont disposées dans des plans verticaux, perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'ouvrage 1. Les pieds 31 sont situés entre deux armatures 30 consécutives et sont inscrits dans les boucles que forment les différentes armatures 30. Les plaques d'appui 33 comprennent des trous taraudés recevant des vis 34. Ces vis peuvent venir en appui contre des plaques 35 posées sur le sol ou sur un béton dit "de propreté". En pratique, les éléments 5 sont amenés en appui les uns contre les autres de telle sorte que les différentes plaques d'appui 18 viennent en prise les unes avec les autres. Les vis 34 permettent, le cas échéant, de régler l'écart entre les plaques 33 et 35, donc la hauteur de chaque élément 5 par rapport au sol. Une bande adhésive d'étanchéité 40 est placée à cheval sur les extrémités des becquets 12. Des armatures longitudinales 41, 42 sont engagées au travers des armatures 15 et 30, et des coffrages sont construits pour mouler les semelles 6. Du béton est ensuite coulé dans la rainure que forment les évidements 10 alignés des différents éléments 5, pour constituer une longrine 43 d'assemblage de ces éléments 5, et dans lesdits coffrages, pour constituer les semelles 6. Les boulons 26 permettent d'assurer le maintien en contact mutuel des plaques 18, dans le cas où le coulage de la longrine 43 serait différé. L'invention fournit ainsi des éléments 5 ayant les nombreux avantages indiqués plus haut, notamment ceux de pouvoir être parfaitement calés lors de leur mise en appui les uns contre les autres le temps que la longrine 43 soit coulée, et de permettre l'obtention d'une longrine située dans le prolongement de la paroi des éléments, sans construction d'un coffrage. REVENDICATIONS i - Elément préfabriqué en béton, destiné à venir en appui contre un ou plusieurs autres éléments (5) semblables situés en regard, et à être assemblé à ce ou ces autres éléments (5) au moyen d'une longrine (43) en béton pour constituer la paroi voûtée (2) d'un ouvrage d'art (1), cet élément (5) comprenant, au niveau de son extrémité destinée à être assemblée à l'extrémité d'un autre élément (5), un évidement (10) aménagé dans sa face extérieure, pour le coulage de la longrine (43), et des armatures (15) situées dans cet évidement (10), pour son assemblage aux autres éléments (5), élément (5) caractérisé en ce qu'il comprend au moins une pièce rigide d'appui (16) fixée à lui, comportant, à son extrémité libre, une surface (18) de profil non plan, cette pièce rigide d'appui (16) venant porter, lorsque l'élément (5) est mis en appui contre un autre élément (5) situé en regard, contre une pièce (16) semblable que comprend cet autre élément (5), ces deux pièces rigides d'appui (16) présentant des profils complémentaires (21,22), de sorte que l'extrémité d'une pièce (16) est apte à venir en prise avec l'extrémité de l'autre pièce (16) pour assurer le calage des éléments (5). 2 - Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces d'appui (16) comprennent ou reçoivent des moyens, tels que des boulons (26), permettant d'assurer leur maintien en contact mutuel. 3 - Elément selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque pièce d'appui (16) est constituée par un profilé (17), dont une partie est noyée dans la paroi de l'élément (5) et dont une autre partie fait saillie de cette paroi, et par une plaque d'appui (18) fixée à l'extrémité libre de ce profilé (17), cette plaque (18) présentant, selon qu'elle est placée sur un élément (5) situé sur un côté de l'ouvrage ou sur un élément (5) situé en face de celui-ci, soit une cavité longitudinale (21), soit une saillie longitudinale (22) destinée à être reçue dans cette cavité (21) pour permettre la venue en prise de ces deux plaques (18). 4 - Elément selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une platine (19) est fixée au profilé (17) de manière à prendre appui contre l'élément (5). 5 - Elément selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il représente une moitié de la section voûtée de l'ouvrage (1), et en ce que la série d'éléments (5) de l'ouvrage (1) située sur un côté de l'ouvrage ouvrage (1) est décalée d'environ une demi-largeur d'élément (5) par rapport à la série d'éléments (5) située sur l'autre côté de l'ouvrage (1), chaque élément (5) comprenant alors au moins deux pièces d'appui (16) situées environ au quart et au trois-quart de sa largeur. 6 - Elément selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ses armatures (15) sont en forme de boucles, et en ce que les pièces d'appui (16), situées entre deux armatures (15) consécutives, sont inscrites dans les boucles que forment ces armatures (15). 7 - Elément selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la paroi située sur le côté intérieur de l'élément (5) pour délimiter le fond dudit évidement (10) est constituée par un becquet (12) formant corps avec l'élément (5), la face d'extrémité libre de ce becquet (12) étant située légèrement en retrait de l'interface d'appui desdites pièces d'appui (16). 8 - Elément selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que son bord inférieur comprend - des armatures (30) en forme de boucles, destinées à être noyées dans du béton coulé formant un radier ou des semelles d'appui (6) ; - au moins deux pieds (31) venant en appui contre le sol, constitués chacun par un profilé (32) de largeur moindre que celle des armatures (30) et par une plaque d'appui (33) fixée à l'extrémité libre de ce profilé (32). 9 - Elément selon la revendication 8, caractérisé en ce que ces pieds (31) sont munis de moyens (34) permettant de régler leur longueur, donc la hauteur de l'élément (5) par rapport au sol.