Brevet FR2780075A1 — publié le 19991224

ECRANS ANTI-BRUIT ET PARE-VENT PRESENTES SOUS FORME D'ENSEMBLES PRETS À MONTER La présente invention concerne un ensemble d'éléments de construction préfabriqués destinés essentiellement à la maison individuelle pour la protection de son environnement. Ces élé- ments une fois assemblés constituent des écrans anti-bruit et/ou pare-vent. La construction des écrans anti-bruit est réservée jusqu'à présent à des ouvrages de moyenne ou grande importance. Ils sont réalisés par des entreprises spécialisées travaillant pour le compte de grands donneurs d'ordre (Routes, Autoroutes, Voies Ferrées...) qui ont une vocation de service public. Ces entreprises et ces maîtres d'ouvrages ont chacun des obliga- tions de résultats, en fonction des nuisances constatées et des protections réglementaires à assurer (Loi sur le bruit du 31 Déc. 92 par exemple). Ces obligations de résultats acousti- ques, associées souvent à des obligations architecturales, conduisent dans la plupart des cas à des études et à des réa- lisations complexes et coûteuses, inaccessibles pour le budget des particuliers. La présente invention vise à mettre à la disposition de particuliers non qualifiés des éléments présentés sous forme d'ensembles prêts à monter leur permettant de construire par eux-mêmes des écrans anti-bruit et pare-vent sans l'aide de moyen de levage ni d'outillage spéciaux. Elle apporte une amé- lioration de l'isolement par rapport à un état existant, sans prétendre à une obligation de résultat. L'ordre de grandeur des affaiblissements acoustiques qui peuvent être atteints pour des sites types est de 27 à 33 décibels A. L'utilisateur apprécie lui-même les résultats possibles de l'application qu'il projette, plus ou moins efficace suivant le site dont il dispose. L'écran selon l'invention se présente sous forme d'éléments manipulables par une ou deux personnes et transportables à l'aide d'une voiture particulière. Le poids maximal requis par élément est de 80 Kg; mais on se limite en général à 50 Kg. La dimension maximale d'un élément est de 2,50 m à 3,00 m pour des poteaux par exemple, la largeur maximale est de 1,50 m à 2,00 m pour des panneaux par exemple. L'écran selon l'invention se compose essentiellement de deux parties: 1 Une partie inférieure constituée d'un soubassement opaque pour assurer la stabilité vis-à-vis du vent essentiellement. Ce soubassement peut se présenter sous deux solutions diffé- rentes: - une solution auto-stable o le soubassement est constitué de bacs assemblés entre eux, posés sur le sol et ne nécessitant pas de fondation, - une solution classique o le soubassement est constitué d'un muret maçonné associé à une fondation enterrée en béton armé. 2 - Une partie supérieure constituée de panneaux acoustiques transparents ou opaques fixés à l'aide de parecloses à des po- teaux ancrés dans le soubassement. La solution auto-stable est caractérisée par les bacs de son soubassement lestés par des matériaux divers. Ces bacs forment un ensemble monolithique auto-stable sous l'action du vent pour la totalité de l'écran. Cette solution a l'avantage d'être démontable et réutilisable sur un autre site. Son ori- ginalité est de faire appel à des matériaux non courants au- jourd'hui et devant subir un façonnage ou un moulage particu- liers pour être utilisés. Les bacs doivent être légers, résistants et imputrescibles. Ces trois critères sont définis par les caractéristiques sui- vantes: - légèreté: poids maximal de 80 Kg par élément, - résistance mécanique: en rapport avec le poids et la pous- sée des matériaux de lest et en rapport avec les effets du vent, particulièrement au niveau de l'encastrement du poteau dans le bac de tête, - imputrescibilité: matériaux placés en site extérieur en contact avec de la terre, des végétaux, de l'humidité, et pou- vant subir une exposition soit au gel, soit au soleil. Pour exemple, nous pouvons citer des matériaux composites à base de contreplaqué de bois, de tissus en fibres de verre et de résines époxy. Autres matériaux possibles: polyesters armés de fibres, PVC armés, plastiques armés, bétons légers de résine ou tous autres matériaux adaptés ayant un état de sur- face agréable en finition et en couleur. Le soubassement est composé, d'un lit de "bacs de tête" en une seule file et d'un, deux ou zéro lits de "bacs de pied" groupés en deux files. La succession des lits forme un appa- reillage de type maçonnerie pour ajouter de la cohésion au soubassement. Dans le sens transversal, les bacs peuvent être assemblés strictement superposés ou décalés pour offrir une surface végétalisable sur les parois du soubassement. Les liaisons se font à l'aide de vis, écrous et rondelles en inox ou similaire pour résister aux efforts et à la corrosion. Les bacs sont lestés par des matériaux pulvérulents ou li- quides (terre, gravats, eau, etc.) en poids suffisant pour as- surer la stabilité de l'ensemble de l'écran. Ce lest peut être en particulier de la terre végétale, on dira que les bacs sont "végétalisables". Pour cet objectif la face supérieure des bacs est largement ouverte pour permettre l'implantation de végétaux et leur entretien, et leur fond est aménagé en ré- serve d'eau. Le poteau est ancré dans le bac de tête au niveau de la section transversale centrale qui est raidi par une paroi mé- diane décrite dans l'exemple ci-après. Le poteau peut être réalisé en divers matériaux, comme par exemple des matériaux composites similaires aux bacs, du béton de résine, du béton de fibres, du bois de résistance suffisante (chêne, azobé, etc.) ou tous autres matériaux adaptés. Parmi ces autres maté- riaux, on aura avantage à employer du métal pour des facilités d'approvisionnement et de façonnage. Les poteaux et les pare- closes pourront donc être des profilés du commerce (HEA, tubes rectangulaires, tôles pliées, etc.) bruts ou galvanisés à chaud, ou bien des éléments en aluminium spécialement profi- lés, dans la mesure o ces éléments sont transportables sui- vant les caractéristiques techniques définies ci-avant. Les poteaux et parecloses reçoivent une peinture pour l'extérieur. Les panneaux acoustiques peuvent être translucides (verre, polycarbonate, plexiglas, etc.) ou opaques (bois, composite, métal, etc.). Ces matériaux sont choisis parmi ceux utilisés pour les écrans acoustiques classiques. Le choix du translu- cide représente le réel intérêt de l'écran dans les applica- tions visées. Il assure la protection phonique et la protec- tion au vent, tout en conservant la vue du paysage et la lu- mière pour la zone protégée. Certains panneaux peuvent être choisis opaques pour des raisons locales de discrétion par exemple. Les poteaux et les panneaux acoustiques ne sont pas dispo- nibles dans le commerce pour le grand public sous les dimen- sions adaptées à l'écran selon l'invention. Ils feront donc également l'objet d'une production particulière. La solution classique est caractérisée par son soubassement qui fait appel en général à des matériaux de construction cou- rants, disponibles pour le grand public. Le soubassement as- sure la stabilité de l'écran essentiellement sous l'action du vent. Il doit également résister aux chocs, aux salissures et peut servir de support à de la végétation. De nombreuses va- riantes à l'exemple donné ci-après sont possibles: agglomérés creux ou pleins, briques, pierres, panneaux ou tous autres éléments de construction répondant aux caractéristiques tech- niques de l'invention. Les poteaux seront de préférence métalliques, comme dé- crits précédemment. Leur base est équipée d'une platine de fixation ou bien s'engage dans une réservation de la fondation en béton. Le dispositif d'ancrage pour la platine constitue un aspect particulier de l'invention. Il est décrit en détail dans l'exemple ci-après. Les panneaux acoustiques sont identiques à la solution au- to-stable. Les deux solutions, auto-stable et classique, sont compati- bles entre elles. La position des panneaux acoustiques s'aligne d'une solution à l'autre. Un même écran peut donc être mixte. L'invention sera bien comprise à l'aide des deux exemples de réalisation qui suivent, l'un pour un écran de type auto- stable, l'autre pour un écran de type classique. Ces exemples font référence aux dessins schématiques annexés représentants, à titre non limitatif, quelques formes d'exécution de cette invention. Leurs dimensionnements ont été vérifiés pour un vent défini par les Règles Françaises NV 65, en région III, site normal. Planche 1: Vue d'ensemble en perspective d'un écran de type auto- stable (figure 1). Planche 2: Vues d'un bac de tête: de dessus (figure 2), du fond (figure 3) et coupes en élévations longitudinale (figure 4) et transversale (figure 5). Planche 3: Vues d'un bac de pied: de dessus (figure 6), du fond (figure 7), coupes en élévations longitudinale (figure 8) et transversale (figure 9) et coupe schématique transver- sale du soubassement (figure 10). Planche 4: Position des boulons d'assemblages pour le sens de pose indiqué (figure 11), en correspondance avec la coupe transversale (figure 12). Planche 5: Coupe horizontale sur un poteau en matériaux composites (figure 13) et coupe partielle du fond d'un bac (figure 14). Planche 6: Vue d'ensemble en perspective d'un écran de type classique (figure 15). Planche 7: Gabarits d'ancrage pour poteau: élévation du montage (figure 16) et vue en plan d'un gabarit (figure 17). Planche 8: Coupe horizontale sur un poteau métallique (figure 18) et coupe en élévation sur une pareclose inférieure (figure 19). ECRAN Auto-stable: Dessins sur planches 1 à 5. Planche 1: Vue d'ensemble Le dessin montre par ordre de montage: - Le soubassement auto-stable composé des "bacs de pied" (10) et des "bacs de tête" (11). Au préalable, le sol d'assise (9) doit être correctement nivelé et stabilisé pour admettre des pressions de l'ordre de 5 T/m2. - Les poteaux (12) qui maintiennent les panneaux acousti- ques. - Le matériau de lest des bacs qui est ici de la terre vé- gétale (13). Le lest minimum est de 1060 Kg pour un bac de tête (11) et de 850 Kg pour chaque bac de pied (10). - Le panneau acoustique (5) qui assure la protection pour la partie supérieure de l'écran. Nous avons choisi ici un ma- tériau transparent de 15 mm d'épaisseur. Une épaisseur moindre nécessite une couvertine de renfort en partie supérieure pour résister au vent. Planche 2: Bac de tête (11) Il est naturellement seul au sommet du soubassement. Son rôle essentiel est de soutenir le poteau (12) et le panneau acoustique (5) fixé par les parecloses (8). La zone d'encastrement subit des efforts locaux importants et est di- mensionnée en conséquence. Elle est caractérisée par une paroi médiane jouant le rôle de raidisseur et répartissant l'effort du poteau (12) sur toute la section du bac (11). Le poteau (12) est serré sur cette paroi médiane par deux étriers file- tés. Ce dispositif admet différentes épaisseurs de poteau (12), suivant la nature de leurs matériaux. Il est à remarquer que les poteaux (12) fixés sur des bacs de tête (11) sont plus courts que des poteaux métalliques (3) ancrés sur la fondation enterrée (1) de l'exemple ci- après. De ce fait, ils peuvent être en matériaux de caractéristiques mécaniques inférieures à l'acier. Le fond du bac est équipé de raidisseurs (16) en forme de croix et de deux trop pleins (17) pour l'eau d'arrosage. Les orifices de passage pour les boulons de liai- son sont représentés par de petits cercles. Planche 3: Bacs de pied (10) Ils sont au nombre de deux par lit pour offrir une stabili- té naturelle. Ils sont joints ou écartés suivant le choix de l'utilisateur. La coupe schématique transversale du soubasse- ment fait apparaître cette possibilité par un décalage de 20 cm pour un bac d'un troisième lit éventuel. D'autres décalages sont possibles. Les deux raidisseurs de fond (16) sont recti- lignes. Les passages pour les boulons de liaison sont repré- sentés par de petits cercles ou des tirets selon leurs posi- tions. Planche 4: Méthode de montage Les orifices pour passage des boulons de liaison sont pré- vus pour un montage vers la droite ou vers la gauche. Il reste donc toujours des orifices non utilisés. Si les bacs sont équipés en réserve d'eau, les orifices en fond non utilisés seront fermés par un obturateur en plastique. La mise en place des matériaux de lest se fait, après serrage des boulons, à partir de la moitié de bac non couverte. Planche 5: Coupes de détails Le poteau (12) représenté ici est en matériau composite, de même que la pareclose verticale (8). Il est composé d'un tube rectangulaire en matériaux composites moulés sur un remplis- sage intérieur. Le contact avec le panneau acoustique (5) est assuré par un joint en caoutchouc (8a). La réserve d'eau en fond de bac (10) ou (11), représentée sur la coupe partielle, est destinée aux bacs végétalisables. L'eau est en réserve dans la zone des graviers (14) qui doivent être assez gros- siers, soit par exemple 15/30 mm pour avoir un indice des vi- des important. Un géotextile (15), posé sur les graviers, évite leur contamination par la terre végétale (13). Les rai- disseurs (16) laissent des passages d'eau à leurs extrémités. Des trop-pleins (17) sont prévus. ECRAN Classique: Dessins sur planches 6 à 8. Planche 6: Vue d'ensemble Le dessin montre par ordre de montage: - La fondation en béton armé (1) qui assure la stabilité de l'ouvrage. Compte tenu de la diversité des sites, cette partie d'ouvrage peut présenter des formes très différentes. Pour cette raison, elle est à l'initiative de l'utilisateur. - L'ancrage (2) qui assure la liaison entre la fondation (1) et le poteau métallique (3). Voir détails sur planche 7. - Le poteau métallique (3) qui assure la tenue des panneaux acoustiques (5). Ce poteau (3) est ancré soit directement dans la fondation (1), comme le montre cet exemple, soit dans la partie supérieure du soubassement (4), si ce dernier est suf- fisamment résistant. Dans ce cas, le poteau (3) est plus court et donc moins sollicité par le vent par exemple. Il peut être choisi dans un matériau de caractéristiques mécaniques infé- rieures à l'acier, voir poteau (12) en planche 5. - Le soubassement maçonné (4) qui participe par son poids à la stabilité de l'ouvrage. Nous avons choisi ici des blocs à bancher du commerce 25 X 50 X 20 cm (H X L X 1). - Le panneau acoustique (5) identique à la solution auto- stable. Planche 7: Ancrage pour poteau L'originalité du dispositif réside dans le façonnage de deux gabarits (6) qui donnent la position exacte de quatre ti- ges filetées (7)) destinées à recevoir la platine du poteau (3). Un logement (la) est prévu à cet effet dans le béton de la fondation (1). Le gabarit inférieur, en tôle forte, trans- met l'effort des tiges (7) au béton et au ferraillage de la fondation (1). Le gabarit supérieur, en tôle légère, a seule- ment un rôle de positionnement des tiges (7). L'ensemble de l'ancrage, tiges (7) et gabarits (6), est maintenu dans la po- sition souhaitée par des ligatures en fil de fer en appui sur le ferraillage. L'élévation montre la position des écrous lors du coulage du béton (l ) et lors de la mise en place du poteau (2 ). Ce dispositif permet de s'adapter à toutes les profon- deurs d'ancrage en utilisant des tiges filetées du commerce que l'on coupe suivant les besoins. La distance entre les deux gabarits (6) est déterminée par les dimensions de la fondation (1). Le façonnage et le montage de ces deux gabarits (6) per- mettent une mise en place correcte du béton de la fondation (1). Planche 8: Poteau et parecloses Le poteau (3) est ici un profilé du commerce type HEA 120, galvanisé à chaud. Il est laqué au four par une peinture au polyester. Les parecloses verticales ou horizontales (8) assu- rent la fixation des panneaux acoustiques (5) sur les poteaux (3), sur le soubassement (4) ou (11) et sur la couvertine su- périeure éventuelle. Elles sont constituées de tôles d'acier, galvanisées et laquées comme les poteaux. Le contact avec le panneau acoustique (5) est assuré par un joint en caoutchouc (8a). Toute la boulonnerie des écrans est en acier inox ou simi- laire. L'invention est principalement destinée aux particuliers pour améliorer l'environnement de leur cadre de vie en proté- geant par exemple leur jardin ou terrasse des bruits routiers. En modulant la hauteur de l'écran, ce produit peut également être avantageusement utilisé pour des terrasses de cafés, des campings, des terrains de sport, etc. Pour les raisons d'éco- nomie et de simplicité qui sont les guides de cette invention, la fabrication retiendra pour chaque élément un format et une matière standards. REVENDICATIONS 1) Écrans anti-bruit et pare-vent de type auto-stable ou classique constitués d'éléments de construction prêts à être montés, assemblables sans moyen de levage ni outillage spé- ciaux par des non professionnels, caractérisés par le fait qu'ils se composent: - d'un soubassement formé soit par des bacs auto-stables (10) et (11), soit par une fondation enterrée en béton armé, - de poteaux fixés sur ce soubassement, - de panneaux acoustiques (5) fixés entre les poteaux (3). 2) Écrans anti-bruit et pare-vent de type auto-stable ou classique selon la revendication 1 caractérisés en ce que tous leurs éléments ont un poids maximal de 80 Kg, une longueur maximale de 3,00 m pour les poteaux (3) et les panneaux (5) et une largeur maximale de 2,00 m pour les panneaux (5). 3) Écran anti-bruit et pare-vent de type auto-stable selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les bacs (10) et (11), posés sur le sol, lestés par des matériaux et assem- blés sur un ou plusieurs lits à l'aide de boulons, forment un soubassement monolithique auto-stable sous l'action du vent pour l'ensemble de l'écran. 4) Écran anti-bruit et pare-vent de type auto-stable selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les bacs (10) et (11) présentent des orifices de passage pour des boulons d'assemblage tels que le montage du soubassement peut se faire à l'avancement et sans gêne, vers la droite ou vers la gauche pour tous les lits. ) Écran anti-bruit et pare-vent de type auto-stable selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que tous ses élé- ments restent démontables, transportables manuellement et ré- utilisables sur un autre site. 6) Écran anti-bruit et pare-vent de type auto-stable selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les bacs (10) et (11) sont réalisés en matériaux résistants aux effets du vent et imputrescibles. 7) Écran anti-bruit et pare-vent de type auto-stable selon les revendications 3 à 6 caractérisé en ce que la position re- lative des bacs (10) et (11) peut être variable transversale- ment pour offrir des surfaces végétalisables sur les parois du soubassement, en complément de la surface supérieure des bacs (11). 8) Écran anti-bruit et pare-vent de type auto-stable selon les revendications 3 à 7 caractérisé en ce que les bacs (10) et (11) peuvent être lestés par des matériaux pulvérulents ou liquides, dans la mesure o la masse totale des bacs lestés est suffisante pour s'opposer aux effets du vent dans le site concerné. 9) Écran anti-bruit et pare-vent de type auto-stable selon les revendications 3 à 8 caractérisé en ce que le bac de tête (11) présente dans sa section transversale centrale, au niveau de l'encastrement du poteau (12), une paroi médiane jouant le rôle de raidisseur et répartissant l'effort du poteau (12) sur toute la section du bac (11). ) Ecran anti-bruit et pare-vent de type classique selon les revendications 1 et 2 caractérisé par un ensemble de deux gabarits d'ancrage (6) par poteau assurant une fonction de maintien des tiges d'ancrage (7) dans leur bonne position lors du bétonnage de la fondation (1) et une fonction de transmis- sion de l'effort de traction de ces tiges (7) à cette fonda- tion (1), grâce au gabarit inférieur prévu en tôle forte pour cet effet.