Brevet FR2796971A1 — publié le 20010202

La présente invention est relative au domaine du soutènement ou de la retenue de massifs naturels ou artificiels de matériaux plus ou moins meubles et susceptibles de connaître par érosion, vibration, fissuration ou clivage, des éboulement préjudiciables pour eux-mêmes et/ou pour l'environnement. Bien que de nombreuses mises en oeuvre puissent être envisagées, une application préférée de l'invention concerne le soutènement de fronts en déblai ou en remblai par rapport à un site à protéger, tel notamment que les voies de circulation routières ou ferroviaires, sans que cette énumération soit limitative. Pour résoudre le problème ci-dessus, différentes propositions techniques ont été faites en partant de l'idée qu'il convenait d'ériger un écran en forme de mur assumant une fonction de retenue des massifs de matériaux, derrière une face amont, envers ou arrière. On s'est rapidement aperçu que de tels écrans devaient supporter des contraintes horizontales provenant des terres retenues. Pour répondre à cette exigence, une proposition de la technique antérieure a été de réaliser les écrans en forme de murs-poids, par analogie avec la conception développée pour la constitution de barrages hydrauliques. Selon un tel concept, le poids propre du mur est le seul élément de résistance vis-à-vis de la poussée à supporter. Si de tels murs sont à même de répondre à l'objectif devant être atteint, ils sont, en revanche, d'une exécution lourde et onéreuse et ne peuvent être pratiquement mis en service pour des hauteurs relativement importantes et dans des sites faisant naître des difficultés d'évolution de matériel de levage lourd et puissant. Il a été ensuite envisagé de faire participer les matériaux à la résistance que doit présenter l'écran ou le mur, à la poussée. Il a été ainsi proposé de réaliser l'écran sous la forme d'un voile mince, vertical ou incliné, s'élevant à partir d'une semelle intégrée ou non, possédant une partie amont dénommée talon, enterrée dans le matériau à soutenir qui en assure ainsi l'ancrage. Généralement, des contreforts sont prévus sur la face envers du voile pour contribuer à sa résistance mécanique. Une telle proposition apparaît plus pratique et moins onéreuse mais pose encore des problèmes lorsqu'il s'agit de répondre à une exigence de soutènement sur une hauteur élevée. Supplémentairement, il peut être noté que de telles propositions n'offrent aucune possibilité d'améliorer l'aspect esthétique de la face avers du mur de soutènement par exemple par l'implantation de niches végétalisables. Une technique différente de l'art antérieur a été de proposer la construction d'écrans de soutènement à partir de modules préfabriqués qui sont empilables. Pour des hauteurs relativement faibles, de telles propositions sont généralement satisfaisantes. Cependant, le recours à des modules préfabriqués empilables ne permet pas de répondre à la maîtrise des efforts s'exerçant sur eux par l'intermédiaire des matériaux à contenir. C'est ainsi qu'une évolution de cette dernière technique a fait naître l'adjonction d'éléments de renforcement s'inspirant de la technique dite "de la terre armée" et comprenant des moyens de mobilisation qui sont insérés dans les matériaux à contenir et qui sont, par ailleurs, attachés aux modules préfabriqués empilables de façon à pouvoir travailler à la traction. C'est à cette technique particulière de renforcement de murs de soutènement que s'adresse l'objet de l'invention. Les techniques proposées pour renforcer des murs de soutènement constitués de modules préfabriqués empilables font intervenir plusieurs propositions. L'une d'elles consiste à lier la face envers du mur de soutènement à un treillis soudé qui est incorporé dans différents plans sensiblement horizontaux superposés à l'intérieur du matériau à contenir. Une telle technique n'est pas facile à mettre en oeuvre et pose un problème de répartition des efforts entre les différents points d'attache entre le treillis et les modules. En effet, on a constaté qu'en raison même de la technique tous les points d'attache n'étaient pas sollicités de façon égale et qu'il s'ensuivait des répartitions d'efforts incontrôlables conduisant à des zones du mur de soutènement associées à des parties de treillis non mobilisées ou peu mobilisées par les matériaux à contenir. Il a aussi été proposé, notamment par la demande WO 94/23 136, de réaliser chaque élément de renforcement sous la forme de deux barres longitudinales réunies entre elles par des entretoises et formant, à une extrémité, des boucles ou analogues constituant des parties d'attache pouvant être liées à la face envers du mur de parement par l'intermédiaire de barres adaptées de façon appropriée sur toute ou partie des modules préfabriqués empilés. Une telle solution n'apparait pas satisfaisante à bien des égards. Tout d'abord, la réalisation d'un élément de renforcement sur un tel principe est relativement onéreuse car un tel élément présente la même construction sur toute la longueur en partant du fait qu'une mobilisation doit intervenir sur toute cette dernière par l'intermédiaire des matériaux à contenir. Compte tenu de cette exigence, la fabrication en est rendue d'un prix de revient non négligeable par la matière première utilisée et par la fabrication. Ensuite, il convient de tenir compte de normes qui limitent l'écartement entre les barres constitutives de tels éléments à une valeur déterminée généralement voisine de 15 cm. Lorsqu'il convient d'utiliser un tel élément pour lier deux modules préfabriqués disposés côte à côte, il est nécessaire de prévoir, pour le passage des barres verticales, des trous traversants qui sont situés à faible distance des chants transversaux de tels modules. Il en résulte immanquablement un risque de fracture sous tension en raison de la masse relativement faible que présentent localement les modules préfabriqués. C'est un objet de l'invention que de proposer un nouveau procédé de renforcement d'un mur de soutènement, de manière à surmonter les inconvénients attachés aux procédés antérieurs. C'est un autre objet de la proposition, selon l'invention, que de proposer un nouvel élément de renforcement qui soit de nature à surmonter les inconvénients ci-dessus, tout en étant à même d'apporter une meilleure fonction de renforcement par l'établissement d'une force de mobilisation accrue en ne mettant en oeuvre qu'un élément simple; de construction rapide et peu onéreuse. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le procédé selon l'invention, destiné à assurer le renforcement d'un mur de soutènement, comprend un parement composé d'éléments constitutifs juxtaposés devant un massif à soutenir qui comprend, immédiatement derrière le parement, une zone dite active à l'arrière de laquelle se situe une zone dite résistante, les deux zones étant considérées comme séparées par une zone frontière définie par un pseudo-plan de glissement potentiel dont la distance à la face arrière du parement croît de la base au faîte du mur de soutènement, est caractérisé en ce qu'il consiste à lier la face arrière du parement à la zone résistante par une pluralité d'éléments de renforcement disposés sensiblement horizontalement dans des plans superposés et à choisir lesdits éléments de manière que chacun d'eux comprenne, d'une part, une partie d'attache au parement, d'autre part, une partie de travail à la traction dont la longueur est, compte tenu de la position occupée par l'élément de renforcement concerné, de préférence égale ou supérieure à la distance séparant, dans le plan horizontal concerné, la face arrière du parement à la partie locale correspondante du plan de glissement potentiel et, par ailleurs, une partie de mobilisation incluse à la zone résistante et constituée par un treillis. L'invention a encore pour objet un élément de renforcement permettant la mise en aeuvre du procédé ci-dessus, un tel élément étant caractérisé en ce que - la partie de travail à la traction présente une longueur au moins égale à la distance devant séparer le parement d'une zone résistante du massif à soutenir - et la partie de mobilisation est constituée par un treillis composé de segments de barres longitudinales parallèles à la partie de travail à la traction et de segments de barres transversales liées à ladite partie et aux segments de barres longitudinales. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci- dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en oeuvre de l'objet de l'invention La fig. 1 est un schéma simplifié et en perspective illustrant le procédé de soutènement selon l'invention. La fig. 2 est une vue en plan illustrant l'élément de renforcement selon l'invention. Les fig. 3 et 4 sont des vues, analogues à la fig. 1, montrant schématiquement deux possibilités de mise en oeuvre du procédé. Les fig. 5, 6 et 7 sont des vues schématiques illustrant certaines variantes de réalisation de l'élément de renforcement selon l'invention. La fig. 8 est une perspective schématique montrant, à échelle différente, une autre variante de réalisation. La rig. 1 montre, schématiquement, un ouvrage de soutènement désigné par la référence 1 et se présentant sous la forme d'un mur s'élevant, directement ou pas, à partir d'un sol S, en étant constitué par l'association de modules 2, par exemple préfabriqués, qui sont juxtaposés en rangées horizontales R,, R2, R3 et par exemple R4 en étant par ailleurs élevés de manière directement superposée comme cela est montré en perspective, ou encore en étant imbriqués selon un appareil tel qu'en quinconce d'une rangée à l'autre. Il pourrait être envisagé de placer les modules en superposition avec un décalage relatif, par exemple en direction d'un massif à soutenir. Un tel ouvrage, qui se présente sous la forme d'un mur, est destiné à assurer le soutènement d'un massif M qui est généralement constitué par remblaiement de terres ou matériaux analogues qui sont apportés au fur et à mesure de l'élévation de l'ouvrage et qui sont généralement aussi peu ou prou compactés. Le procédé de soutènement du mur 1 part du principe qu'il est constaté qu'un massif tel que M ne se comporte pas de manière uniforme et peut être analysé comme possédant une zone Z, dite active qui s'étend à partir de la face envers 1, de l'ouvrage 1 c'est-à-dire à l'opposé de la face avers lb qui constitue le parement visible voire esthétique. Outre la zone Z,, le massif M est réputé aussi pour comporter une zone Z2 résistante correspondant à un massif stable, qui est séparée de la zone Z, par une zone 7,3 définie par un pseudo-plan de glissement potentiel dont la position est relativement bien connue par les experts et dont la distance d par rapport à la face envers lb croit de la base du mur de soutènement 1 à son faîte tel que cela est schématisé par une courbe en traits mixtes. Il doit être considéré que les zones Zl, Z2 et Z3 courent tout le long de la longueur du mur 1 et définissent en quelque sorte des zones volumiques pouvant être appréciées comme étant des sous-massifs du massif M. L'invention met à profit cette constatation de l'existence en amont du mur 1 des zones ZI, Z2 et Z3 pour proposer un procédé de renforcement qui consiste à lier la face envers 1, du mur 1 au massif M par une pluralité d'éléments de renforcement 5 qui sont établis dans des plans sensiblement horizontaux P correspondants à toutes ou certaines rangées Ri à R4. Les éléments de renforcement 5 peuvent être affectés à certains ou à tous les modules préfabriqués 2 établis en colonnes comme cela est représenté pour les modules 2 des rangées R2, R3 et R4. ll doit bien entendu être considéré que toute implantation des éléments de renforcement 5 peut être prévue en fonction des conditions de soutènement devant être respectées et c'est la raison pour laquelle seulement trois éléments de renforcement 5 sont représentés en correspondance des plans P des rangées R2, R3 et R4, étant entendu que dans chacun d'eux il peut être prévu autant d'éléments de renforcement 5 qu'il existe de modules 2, si cela se justifie. Selon le procédé de l'invention, on dispose les éléments de renforcement 5 de manière que chacun d'eux soit lié par une partie d'attache 6 avec un module 2 qui est réalisé ou qui comporte, à cet effet, des moyens de liaison avec la partie d'attache 6. De tels moyens de liaison sont représentés schématiquement en traits mixtes, en étant désignés de façon générale par la référence 7 et peuvent avantageusement être constitués par une barre d'ancrage traversant une conformation appropriée de l'élément 2 concerné. Dans le cas illustré par la fig. 1, la barre 7 occupe une direction verticale. Selon une autre disposition du procédé, chaque élément de renforcement 5 est prévu pour comporter une partie de travail à la traction 8 dont la longueur L est dans tous les cas égale voire supérieure à la distance locale d séparant, dans le plan P concerné, la face envers du mur 1 du plan de glissement potentiel 73. Selon le procédé, on dispose aussi chaque élément de renforcement 5 de manière qu'une partie de mobilisation 9 qu'il comporte soit incluse entièrement à la zone résistante 7,2. Selon le procédé de l'invention, on fait en sorte que la partie de mobilisation 9 soit constituée par un treillis comme cela est illustré par la fig. 2 qui montre un élément de renforcement 5 vu en plan et comportant la partie d'attache 6 constituée par un oeillet, la partie de travail à la traction 8 constituée par une barre rigide et la partie de mobilisation 9 constituée par un treillis destiné à être situé dans le plan P correspondant au niveau que l'élément 5 occupe. Selon une disposition du procédé conforme à l'invention, tel qu'illustré par la fig. 3, on choisit des éléments de renforcement 5 qui sont préalablement réalisés en fonction de la connaissance de la situation locale de la zone Z3, de manière que la partie de travail à la traction 8 présente une longueur L lui permettant de respecter l'exigence ci-dessus pour chaque plan concerné. Ainsi, comme illustré par la tig. 3 tous les éléments de renforcement 5 occupant le plan P correspondant à la rangée Rz possèdent, par leur partie de travail à la traction 8, une longueur inférieure à celle des éléments de renforcement situés dans un plan immédiatement supérieur et ainsi de suite pour toute la hauteur de soutènement. Selon une variante illustrée par la fig. 4, au contraire, tous les éléments de renforcement 5, quelque soit leur situation de correspondance avec le plan de l'une quelconque des rangées, présentent des parties de travail à la traction de même longueur L, laquelle est choisie dans tous les cas supérieure à la distance maximale dm existant entre la face arrière du mur 1 et la zone Z3 dans le plan de la surface supérieure de remblaiement 10. La fig. 2 met en évidence que l'élément de renforcement 5 peut comporter une partie d'attache 6 constituée par un oeillet formé par une boucle à partir de la matière constitutive de la tige ou de la barre constituant la partie de travail à la traction. Cette fg. 2 montre que la barre constitutive de la partie 8 est aussi partie intégrante du treillis 9 avantageusement constitué par deux segments de barres 11 s'étendant parallèlement et latéralement à la barre 8 et par des segments de barres transversales 12 qui sont liés par tous moyens appropriés à ladite barre 8 et au segment 11. Il va de soi que selon les conditions de mobilisation, la partie 9 peut être constituée sous la forme d'un treillis possédant, de part et d'autre de la barre 8, plus d'un segment de barre longitudinale 11 lié par au moins quatre segments de barres transversales 12. La rig. 5 met en évidence que l'oeillet 6 peut être ménagé par un plat ou une lame 13 par exemple rapporté par soudure 14 sur la partie terminale correspondant de la barre 8. Il doit être noté, comme cela est illustré en traits mixtes, que le plat 13 peut être constitutif de la barre 8 en remplacement de cette dernière et être lié ou incorporé au treillis 9. La rig. 6 montre une autre variante de réalisation dans laquelle l'oeillet 6 est orienté pour être perpendiculaire au plan du treillis 9 par opposition à l'exemple de réalisation selon la rig. 2 dans laquelle l'oeillet 6 est parallèle à ce plan. Une telle disposition est avantageuse lorsque les moyens de liaison 7 sont constitués par des barres horizontales susceptibles d'assurer une jonction entre des modules préfabriqués et juxtaposés dans une même rangée. La rg. 7 montre une autre forme de réalisation dans laquelle la partie de travail à la traction est constituée par au plus deux barres 8a et 8b qui s'étendent de préférence parallèlement l'une à l'autre en formant chacune un oeillet 6 et en étant liées au treillis 9 qui est alors commun aux deux barres 8a et 8b. Il doit être noté que dans cette forme de réalisation chaque barre 8a et 8b est indépendante de l'autre pour constituer la partie de travail à la traction. La partie de mobilisation 9 pourrait aussi être réalisée à la manière d'une armature de poutre, par exemple à base de trois membrures parallèles 131, 132 et 133, dont deux sont situées dans un même plan, alors que la troisième est placée de façon décalée. Les membrures 131, 132 et 133 sont reliées entre elles par des traverses entretoises 14 qui définissent, dans l'exemple illustré par la rig. 8, une section droite transversale triangulaire. Une telle partie 9 peut alors être liée à une partie 8 composée d'une barre ou de deux barres 8a, 8b qui constituent, par leurs prolongements, les membrures 13, et 132. La fg. 8 montre qu'il est avantageux, dans une telle forme de réalisation, de disposer, entre les membrures 131, 132, 133 et les traverses 14, des barres de triangulation 15 en forme de croisillons pour renforcer la résistance mécanique de la partie de mobilisation, notamment à la contrainte verticale exercée par la masse des matériaux de remblaiement. REVENDICATIONS 1. Procédé de renforcement d'un mur de soutènement comprenant un parement composé d'éléments constitutifs juxtaposés devant un massif à soutenir qui comprend, immédiatement derrière le parement, une zone (Z,) dite active à l'arrière de laquelle se situe une zone (Z2) dite résistante, les deux zones étant considérées comme séparées par une zone frontière (Z3) définie par un pseudo-plan de glissement potentiel dont la distance (d) à la face arrière du parement croît de la base au faîte du mur de soutènement caractérisé en ce qu'il consiste à lier la face arrière du parement à la zone résistante par une pluralité d'éléments de renforcement (5) disposés sensiblement horizontalement dans des plans superposés et à choisir lesdits éléments de manière que chacun d'eux comprenne, d'une part, une partie (6) d'attache au parement, d'autre part, une partie (8) de travail à la traction dont la longueur est, compte tenu de la position occupée par l'élément de renforcement concerné, de préférence égale ou supérieure à la distance séparant, dans le plan horizontal concerné, la face arrière du parement à la partie locale correspondante du plan de glissement potentiel et, par ailleurs, une partie (9) de mobilisation incluse à la zone résistante et constituée par un treillis. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre des éléments de renforcement qui possèdent tous une partie de travail dont la longueur (L) est au moins égale à la plus grande distance (dm) séparant la face arrière (1,) du parement du plan de glissement (Z3). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre des éléments de renforcement dont la partie de travail à la traction est constituée par au moins une (8) et au plus deux barres longitudinales (8,, 8b). 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre des éléments de renforcement (5) dont la partie de mobilisation (9) est constituée par un treillis composé de segments de barres longitudinales parallèles à la partie de travail à la traction et de segments de barres transversales liés à ladite partie ainsi qu'aux segments de barres longitudinales. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre des éléments de renforcement disposés pour que les parties de mobilisation (9) s'étendent sensiblement horizontalement. 6. Élément de renforcement d'un mur de soutènement comprenant un parement devant être lié à un massif (M) à soutenir, élément du type comprenant une partie (6) d'attache au parement, une partie (8) de travail à la traction et une partie (9) de mobilisation caractérisé en ce que - la partie (8) de travail à la traction présente une longueur (L) au moins égale à la distance (d) devant séparer le parement d'une zone résistante de massif à soutenir, - et la partie de mobilisation (9) est constituée par un treillis composé de segments de barres longitudinales parallèles à la partie de travail à la traction et de segments de barres transversales liées à ladite partie et aux segments de barres longitudinales. 7. Élément de renforcement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie de travail à la traction est constituée par une seule barre. 8. Élément de renforcement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie de travail à la traction est constituée par au plus deux barres parallèles (8,), (86) qui sont dépourvues de liaison entre elles. 9. Élément de renforcement selon l'une quelconque des revendication 6 à 8, caractérisé en ce que la partie de travail à la traction fait partie intégrante de la partie de mobilisation. 10. Élément de renforcement selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la partie de travail à la traction est prolongée, à l'opposé de la partie de mobilisation, par la partie (6) d'attache qui définit un oeillet apte à être traversé par une barre d'ancrage (7) appartenant au parement. 11. Élément de renforcement selon la revendication 6 ou 10, caractérisé en ce que la partie d'attache (6) définit un oeillet dont le plan est parallèle à celui du treillis (9). 12. Élément de renforcement selon la revendication 6 ou 10, caractérisé en ce que la partie d'attache définit un oeillet dont le plan est orthogonal à celui du treillis. 13. Élément de renforcement selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'oeillet est formé par une boucle. 14. Élément de renforcement selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'oeillet est constitué par un trou ménagé dans une lame (13). 15. Élément de renforcement selon l'une des revendications 6, 8, 9 ou 10, caractérisé en ce que la partie de travail à la traction (8) comporte une partie de mobilisation (9) en forme d'armature de poutre constituée par plusieurs membrures (131, 13Z, 133) liées entre elles par des traverses entretoises (14). 16. Élément de renforcement selon la revendication 15, caractérisé en ce que des barres de triangulation (15) lient les membrures et les traverses.