Brevet FR2771427A1 — publié le 19990528

La présente invention a pour objet un dispositif anti-frottement pour structure enterrée dans le sol. Dans le domaine du bâtiment et des travaux publics, on est souvent amené à réaliser des ouvrages en béton armé ou analogue. C'est par exemple le cas des parois moulées d'éléments de la paroi moulée dans le sol, ou de massifs de fondation. C'est également le cas de massifs de béton renforcés par des armatures qui servent à l'ancrage dans le sol de pièces verticales tels que des poteaux. Lorsque ces structures sont soumises à des charges, la charge transmise engendre des contraintes dans la masse de béton et donc dans le sol environnant. Il est un procédé connu de réaliser des parois moulées, ou des éléments de paroi moulée, comprenant des cages d'armatures. Ces parois moulées ou ces éléments de paroi conventionnels peuvent notamment servir d'assise à l'élaboration de constructions en surface. La Figure 1. annexée représente des parois moulées telles que 1 et 2 réalisées dans le sol 3, ces parois moulées définissant un espace intérieur 4, sous des constructions supérieures 5. Or, les charges amenées par ces constructions supérieures peuvent engendrer des frottements importants au niveau de l'interface sol/paroi représentés par la flèche (F): dans certain cas, il est souhaitable de limiter le report de ces charges, notamment lorsque la paroi se situe près d'un autre ouvrage souterrain 6, c'est le cas représenté sur la Figure 1.. L'objet de la présente invention est donc de réaliser une telle paroi moulée (ou un élément de paroi), munie d'un système anti-frottement, qui permette de réaliser un découplage entre la paroi moulée et la portion de terrain adjacente à celle-ci afin de limiter au maximum la transmission de ces efforts. Pour atteindre ce but, selon l'invention on réalise une paroi moulée (ou un élément de paroi) munie d'une cage d'armatures, ladite cage étant munie d'un système de 'sandwich' en matériau plastique de type PEHD qui constitue le dispositif de découplage des efforts entre la paroi et le sol encaissant. Ladite cage, ou plus généralement ladite structure, qui comporte des éléments d'armatures formant deux faces sensiblement parallèles et verticales, ainsi que des éléments d'armatures transversaux reliant lesdites faces verticales, comprend donc au moins un système de 'sandwich' anti-frottement, ainsi que des moyens de fixation et d'espacement de ladite structure anti-frottement sur une de ses faces. Le découplage sol/paroi (ou sol/élément de paroi) au niveau de la transmission des frottements est permis par le système de 'sandwich' en matériau plastique de type PEHD, choisi pour avoir une résistance suffisante pour permettre aisément sa manipulation, comme l'illustre la Figure 2.. Plus précisément, cette structure est constituée par - une première feuille 7 d'un matériau plastique, d'une épaisseur millimétrique, dont une première face est fixée sur la face choisie 12 de l'armature de la paroi à l'aide d'un dispositif de fixation adéquat décrit ultérieurement, - une seconde feuille de matériau plastique 8, - une structure alvéolaire déformable 9 en matériau plastique, intermédiaire entre les deux feuilles principales précédentes, d'une épaisseur plurimillimétrique, - la fixation de l'ensemble de ces trois feuilles pour former ledit sandwich étant réalisée par l'intermédiaire de dispositifs du type aiguilles de fixation 10, reliant l'ensemble sur les dispositifs d'espacement 11 par rapport à la face de structure de renforcement de la paroi, - il existe un certain degré de liberté entre les deux feuilles principales et grâce à la structure alvéolaire 9. Le procédé de réalisation ainsi que le mode préféré de fonctionnement de l'invention lors de l'élaboration d'une paroi (ou d'un élément de paroi) comportent les étapes suivantes: - on creuse une section de tranchée ayant la forme d'une portion de la paroi moulée à réaliser, ladite tranchée étant alors remplie d'une boue telle que la bentonite, - on met en place la cage d'armatures dans la section considérée, ladite cage d'armatures comportant sur au moins une de ses faces le dispositif de sandwich' anti-frottement précédemment décrit, ce par quoi la boue remplit la structure alvéolaire 9 ainsi que l'espace vide de la cage d'armatures, on coule le béton de la paroi dans ladite tranchée, ce qui a pour effet de remplacer la boue de l'espace libre par du béton de paroi, le dispositif de sandwich' en matériau plastique type PEHD empêchant ledit béton de pénétrer à l'intérieur de la structure alvéolaire 9, compte tenu de sa faible épaisseur, ledit sandwich' reste donc rempli de boue, - compte-tenu du degré de liberté prévu entre les deux feuilles principales 7 et 8 par l'intermédiaire de la structure alvéolaire 9 remplie de boue, constituant le 'sandwich' anti-frottement, on comprend que la transmission des efforts d'une feuille à l'autre est dès lors fortement limitée. Ainsi, les efforts de frottement 'F' provenant des constructions supérieures finales de type 5 sont largement découplés à l'interface sol/paroi finale, et les déplacements induits étant absorbés par ledit 'sandwich' anti-frottement précédemment décrit, il n'y a plus d'efforts transmis au sol encaissant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation à titres d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles: la Figure 1. déjà décrite montre la transmission des efforts dans le cas d'une paroi moulée (ou d'un élément de paroi) utilisant une cage d'armatures de type standard, la Figure 2. est une vue en coupe partielle de la cage précisant la fixation du 'sandwich' anti- frottement par rapport à une face de ladite cage d'armatures, par l'intermédiaire d'un dispositif-espaceur, la Figure 3. est une vue de dessus précisant la mise en place dans la tranchée de la paroi (ou de l'élément de paroi à réaliser) d'une armature comportant le dispositif anti-frottement objet de l'invention, Sur la Figure 3., on a représenté un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention en cours d'élaboration d'une paroi moulée: cette figure représente en vue de dessus une première section de la tranchée 13 dans laquelle un premier panneau de paroi moulée a déjà été réalisé, la cage d'armatures correspondante étant référencée 15. Comme cela est bien connu dans l'état de la technique actuel, cette première section peut être limitée d'un côté par une cloison amovible 16 et 16'. Sur cette même figure, on a représenté une seconde section de tranchée 17 contiguë dans laquelle il y a lieu de réaliser un second panneau de paroi moulée. Pour cela, on a disposé dans la section de tranchée 17, qui est remplie d'une boue de forage par exemple à base de Bentonite, une cage d'armatures 18, qui est munie du dispositif anti-frottement objet de la description précédente. Ladite cage d'armatures 18 comporte donc deux faces principales, référencées 19 et 20, qui sont constituées par exemple par des fers ronds horizontaux et verticaux 21 et 22, lesdites faces principales étant reliées entre elles par exemple par des fers transversaux 23. Selon l'invention, une structure en 'sandwich' anti-frottement 24 a été préalablement fixée sur une des faces de la cage d'armatures 19, séparée de ladite cage par le biais du dispositif espaceur 25. On pourrait concevoir également une telle structure anti-frottement fixée sur l'autre face de la cage d'armatures 20. En se référant à la Figure 3. et au mode de mise en oeuvre et de fonctionnement du 'sandwich' anti-frottement précédemment décrit, on comprend la mise en oeuvre et le fonctionnement du dispositif antifrottement ainsi installé dans le second panneau 17, qui sera ultérieurement en continuité avec le panneau précédent 13, muni d'un dispositif anti-frottement identique 24'. Comme le montre la Figure 2., le sandwich anti-frottement est constitué par deux feuilles parallèles par exemple en polyéthylène haute densité, rendues solidaires avec une feuille alvéolaire déformable intérieure (par exemple un grillage en PEHD) par tous les moyens convenables, ledit 'sandwich' étant disposé parallèlement à la face choisie de la cage d'armatures et fixé sur celle-ci par tous les moyens convenables, notamment par l'intermédiaire d'un dispositif espaceur métallique lié à la cage principale dans un mode préféré de réalisation. La boue utilisée lors de l'excavation (du type bentonitique) est donc emprisonnée dans la structure alvéolaire du sandwich ainsi réalisé, ce qui crée un coussin' de boue de faible épaisseur. On obtient ainsi, du fait du degré de liberté entre les deux feuilles principales dudit 'sandwich', une zone saturée en bentonite qui peut se déformer verticalement sous l'effet d'un chargement ultérieur par une construction éventuelle, ainsi les contraintes mécaniques sont découplées à l'interface paroi/sol et ne sont plus transmises à la zone extérieure du sol. On peut bien sûr réaliser ce découplage sur chacune des faces de la cage d'armatures, si besoin est. On peut réaliser un tel dispositif anti-frottement sur un élément de paroi quelconque, afin de protéger les ouvrages souterrains existants vis-à-vis de tout chargement supérieur sur lesdits éléments de paroi. Revendications 1- Dispositif comportant une structure de renforcement anti-frottement utilisé lors de la réalisation de parois moulées ou lors de la réalisation d'éléments de parois moulées, caractérisé en ce qu'il comporte une première feuille en matériau plastique (7) de résistance et d'épaisseur suffisantes, ainsi qu'une seconde feuille (8) en matériau plastique espacée de la première par une structure alvéolaire (9) aussi réalisée en matériau plastique, l'ensemble étant fixé sur une face choisie de la cage d'armatures (15) de la future paroi moulée (ou du futur élément de paroi) par le biais de dispositifs espaceurs (11) et de moyens de fixation adéquats (10), de sorte que le sandwich ainsi réalisé soit d'une faible épaisseur et qu'il permette un jeu suffisant entre les deux feuilles de plastique principales, de façon à ce que, après la mise en place de la cage d'armatures munie de ce 'sandwich' anti- frottement dans la tranchée remplie de boue, la structure alvéolaire se remplit de ladite boue, et qu'elle reste remplie de boue après le bétonnage ultérieur de la paroi proprement dite, formant alors un coussin de boue latéral déformable verticalement sur la face concernée de la paroi moulée, ce qui a pour effet de découpler le frottement latéral à l'interface sol/paroi et de limiter très fortement les efforts résiduels sur les terrains encaissants lors des chargements de service ultérieurs. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation comportent une pluralité d'espaceurs (10) dont une première extrémité est solidaire de la face principale de la cage d'armatures (15), et dont l'autre extrémité est solidaire de la face principale de la première feuille (7) de matériau plastique formant le 'sandwich' antifrottement, lesdits espaceurs étant disposés à l'extérieur de la cage d'armature de la paroi moulée ou de l'élément de paroi moulée. 3Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les feuilles(7,8) constituant le 'sandwich' anti-frottement sont réalisées en polyéthylène haute densité, et en ce que la structure alvéolaire (9) déformable interne dudit sandwich est constituée par un grillage en polyéthylène haute- densité. 4- Procédé de réalisation d'une paroi moulée munie d'un dispositif anti-frottement selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on creuse une section de tranchée (13) ayant la forme d'une portion de la paroi moulée à réaliser, ladite tranchée étant remplie d'une boue de type conventionnel telle que la Bentonite, - on met en place la cage d'armatures (15) munie dudit système anti- frottement (24) dans ladite section de tranchée, par quoi la boue remplit la structure lacunaire du 'sandwich' anti-frottement, - on coule le béton dans la section de tranchée considérée, le sandwich anti-frottement restant saturé en boue, ce qui forme un coussin de boue déformable latéral vis-à-vis des chargements futurs de ladite paroi. - Procédé de réalisation d'une paroi selon la revendication 4, dans lequel on met en place un dispositif anti-frottement (24) sur plusieurs faces (19, 20) de la cage d'armature (15).