Brevet FR2836165A1 — publié le 20030822

La présente invention concerne une gaine d'ancrage permettant l'assemblage d'un organe fonctionnel à un substrat dans lequel est noyée la gaine. Ledit organe fonctionnel peut en particulier être une vis ou un tire-fond et ledit substrat peut être un bloc de béton moulé autour de la gaine. Une gaine selon l'invention est notamment destinée à être utilisée pour la fixation d'un rail ferroviaire sur une traverse en béton. Dans cette application spécifique, il est bien connu d'utiliser des gaines en matière synthétique fermées à une de leurs extrémités. Ces gaines sont noyées dans du béton moulé à la forme d'une traverse de chemin de fer, de telle sorte que leurs extrémités ouvertes débouchent sur la face supérieure de cette traverse, et reçoivent les tire-fonds assurant la fixation des rails. Une telle gaine est livrée avec un capuchon de fermeture de son extrémité ouverte permettant d'éviter la pénétration de corps étrangers dans sa cavité, notamment d'eau ou de gravillons, lorsque la traverse qui la comporte est stockée en extérieur ou mise en place sur le chantier. Ces corps étrangers sont en effet susceptibles de s'opposer au vissage d'un tire-fond dans une gaine et, sous la pression du tire-fond, d'être à l'origine de fissurations du béton. Lors de la fixation du rail, les capuchons sont crevés au moyen d'une barre pour permettre la mise en place des tire-fonds. Ces capuchons permettent normalement d'assurer une assez bonne étanchéité des gaines, sans que l'on puisse toutefois être certain que cette étanchéité est assurée dans tous les cas. En effet, les tolérances de fabrication des capuchons et des gaines peuvent en effet laisser exister un interstice entre ces capuchons et gaines, par lequel de l'eau de ruissellement peut pénétrer dans la cavité d'une gaine ; les capuchons peuvent ne pas être parfaitement enfoncés et maintenus sur les gaines, et peuvent être arrachés lors des manipulations. Le risque de fissuration du béton en cas de corps étrangers a pu être limité en équipant la gaine d'une coque métallique extérieure, formée par deux demi-coquilles assemblées. Cette coque augmente toutefois sensiblement le coût de fabrication d'une gaine. Pour remédier à ce même problème de fissuration, il a été conçu de réaliser une gaine ouverte à ses deux extrémités et d'équiper l'extrémité "inférieure" de la gaine, c'est-à-dire l'extrémité destinée à être noyée dans le béton, d'un bouchon en matériau destructible, notamment en polystyrène expansé. Dans cette gaine, le bouchon comprend un plot cylindrique de hauteur limitée, destiné à être engagé dans l'extrémité correspondante de la gaine et à être collé à celle-ci pour fermer cette extrémité. Lors du moulage du béton, une aiguille est mise en place dans le moule de manière à être fichée dans le bouchon et à rejoindre la face du moule opposée à celle sur laquelle se trouve la gaine, puis le béton est moulé autour de cette gaine et de cette aiguille. L'aiguille est retirée lors du démoulage et permet d'aménager un conduit inférieur d'écoulement. Au moment de la mise en place du tire-fond, le bouchon est éliminé au moyen d'un solvant, ce qui permet de libérer ledit conduit inférieur d'écoulement, pour permettre l'évacuation de l'eau éventuellement contenue dans la gaine. Cette technique, si elle est efficace à l'égard d'une faible quantité d'eau non gelée, n'est en revanche pas efficace lorsque de l'eau en quantité relativement importante se trouve dans le fond de la gaine, ou lorsque de l'eau gelée ou des gravillons se trouve dans ce même fond. L'eau en quantité relativement importante ou l'eau gelée empêche en effet le solvant de venir au contact du bouchon, et les gravillons ne peuvent s'évacuer par ledit conduit inférieur d'écoulement, dont la section est limitée. La nécessité d'utiliser un solvant sur le chantier, en quantité déterminée pour chaque gaine, est de plus une contrainte pratique certaine. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Son objectif est donc de fournir une gaine permettant d'éliminer tout risque de détérioration du substrat entourant la gaine lors de la mise en place d'un organe fonctionnel dans cette gaine, sans nécessité d'utiliser un solvant pour permettre l'effacement d'éventuels corps étrangers présents dans la gaine. Cette gaine doit également rester facile à fabriquer et présenter une parfaite étanchéité au moment du coulage du béton. La gaine concernée est, de manière connue en soi, ouverte à ses deux extrémités et reçoit un bouchon à son extrémité"inférieure", c'est-à-dire son extrémité destinée à être noyée dans le substrat. Selon l'invention, - la gaine comprend, au niveau de cette extrémité inférieure, un rebord circulaire faisant saillie radialement vers l'intérieur, qui délimite une ouverture de plus faible diamètre que celui de la cavité délimitée par la gaine, et - le bouchon est en matériau élastique compressible et comprend un bossage central proéminent ainsi qu'une partie de base, le bossage ayant une section supérieure à celle de ladite ouverture et comprenant une gorge aménagée dans sa paroi latérale, au niveau de sa base, de telle sorte qu'ils puisse être engagé dans ladite ouverture jusqu'à pénétration dudit rebord dans ladite gorge, et ladite partie de base étant conformée pour, dans cette position de pénétration, être appliquée contre ledit rebord. Le bouchon et la gaine sont ainsi faciles à assembler, par engagement du bossage dans l'extrémité inférieure de la gaine et pénétration dudit rebord dans ladite gorge. Lorsque cet assemblage est réalisé, le bossage dépasse largement à l'intérieur de la gaine et constitue un tampon compressible permettant, lors de la mise en place dudit organe fonctionnel, l'effacement d'un ou plusieurs corps étrangers éventuellement présents dans la cavité de la gaine. La partie de base est, quant à elle, appliquée contre ledit rebord et assure une parfaite étanchéité lors du coulage du béton. Elle forme en outre une réserve inférieure de compressibilité pour le cas où le ou les corps étrangers auraient un volume relativement important Grâce à l'invention, il est ainsi possible de s'affranchir des problèmes liés à l'étanchéité incertaine que présentent les capuchons fermant l'extrémité "supérieure" des gaines, et la réserve de compressibilité formée par le bouchon est suffisamment importante pour être efficace dans tous les cas. Le rebord et le bouchon peuvent être conformés de telle sorte que le bouchon soit assemblable à la gaine par encliquetage dudit rebord dans ladite gorge. Dans ce cas, ledit rebord peut être conformé de manière à délimiter une ouverture de forme conique, dont le plus grand diamètre est situé sur l'extérieur de la gaine, et/ou présenter une zone arrondie entre sa face extérieure et sa face délimitant cette ouverture. Ces dispositions facilitent l'engagement du bossage au travers de l'ouverture. Le rebord et le bouchon peuvent être conformés de telle sorte que le bouchon soit assemblable à la gaine par d'autres moyens qu'un encliquetage, notamment par vissage. Dans le cas d'un assemblable par vissage, le bossage central du bouchon comprend un filet dimensionné pour coopérer avec le rebord, qui communique avec ladite gorge. Ladite partie de base peut s'étendre, dans la direction radiale, au-delà du rebord et recouvrir une partie de l'extrémité inférieure de la gaine, ce qui renforce la résistance du montage du bouchon sur la gaine. L'extrémité inférieure de la gaine et ladite partie de base peuvent présenter des zones d'emboîtement réciproque, qui augmentent la surface de contact entre la partie de base et la gaine, et contribuent à maintenir cette partie de base en application étroite contre l'extrémité inférieure de la gaine. Notamment, cette extrémité inférieure peut présenter un évidement périphérique extérieur au niveau de la jonction de la paroi latérale de la gaine et dudit rebord, et la partie de base peut comprendre un rebord périphérique propre à s'appliquer contre la gaine au niveau de cet évidement. Lesdites zones d'emboîtement réciproque peuvent en outre être conformées pour réaliser un encliquetage ou un coincement de ladite partie de base sur l'extrémité inférieure de la gaine. 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, plusieurs formes de réalisation possibles de la gaine d'ancrage qu'elle concerne. La figure 1 en est une vue selon une première forme de réalisation, en coupe passant par l'axe de la gaine ; la figure 2 est une vue en perspective du bouchon que comprend cette gaine ; la figure 3 est une vue partielle de la gaine selon une deuxième forme de réalisation, en coupe passant par l'axe de la gaine ; la figure 4 est une vue en perspective du bouchon comprend cette gaine ; la figure 5 est une vue partielle de la gaine selon une troisième forme de réalisation, en coupe passant par l'axe de la gaine, et la figure 6 est une demi-vue en coupe, à échelle agrandie, de cette gaine. Par simplification, les éléments ou partie d'éléments qui se retrouvent d'une forme de réalisation à une autre sont désignés par les mêmes références numériques. La figure 1 représente une gaine d'ancrage 1 utilisable pour le montage d'un rail ferroviaire sur une traverse en béton. Cette gaine 1 est, selon une technique bien connue, destinée à être noyée dans du béton moulé à la forme d'une traverse de chemin de fer, de telle sorte que l'une de ses extrémités débouche sur la face supérieure de cette traverse, et à recevoir un tire-fond assurant la fixation d'un rail. La gaine 1 comprend des saillies annulaires extérieures 2 pour sa prise d'appui dans le béton et un filet intérieur 3 pour permettre le vissage du tire-fond. La gaine 1 est ouverte non seulement à son extrémité"supérieure", c'est-à-dire celle par laquelle le tire-fond est destiné à être engagé en elle, mais également à son extrémité"inférieure"1b, c'est-à-dire celle destinée à être noyée dans le béton, et reçoit un bouchon 4 de fermeture de cette extrémité 1 b. Au niveau de cette extrémité 1 b, la gaine 1 comprend un rebord circulaire 5 faisant saillie radialement vers l'intérieur, qui délimite une ouverture de plus faible diamètre que celui de la cavité délimitée par la gaine 1. Le bouchon 4 est en matériau élastique compressible. Il comprend une partie médiane 4a de section transversale supérieure à celle de l'ouverture délimitée par le rebord 5, des extrémités 4b de plus faible section que cette ouverture et des zones de transition évasées 4c entre cette partie médiane 4a et ces extrémités 4b. Une gorge 6 propre à recevoir étroitement le rebord 5 est aménagée au niveau de la partie médiane 4a. Comme cela se comprend aisément, le bouchon 4 est destiné à être inséré dans l'ouverture délimitée par le rebord 5 de manière à déformer vers l'intérieur sa partie 4a, jusqu'à pénétration du rebord 5 dans la gorge 6. Le rappel élastique du matériau du bouchon 4 assure le maintien de ce bouchon 4 en position par rapport à la gaine 1. Pour son insertion de manière mécanisée, le bouchon 4 comprend des cavités à ses extrémités, permettant la prise d'appui d'un outil d'insertion. Dans ladite position d'assemblage, la partie du bouchon 4 engagée dans la gaine 1 forme un bossage central proéminent, qui dépasse largement à l'intérieur de la gaine 1 et permet, lors de la mise en place du tire-fond, l'effacement d'un ou plusieurs corps étrangers éventuellement présents dans la cavité de la gaine 1. La partie du bouchon 4 située hors de la gaine 1 est appliquée contre le rebord 5 de manière à assurer une parfaite étanchéité de la gaine 1 lors du coulage du béton. Cette partie du bouchon 4 située hors de la gaine 1 forme par ailleurs une réserve supplémentaire de compressibilité par rapport au béton. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 3 et 4, le bouchon 4 est destiné à être assemblé à la gaine 1 par vissage. Il comprend un bossage central prohéminent 4a dans lequel est aménagé un filet 7, qui communique avec la gorge 6. Ce filet 7 permet le vissage du bouchon 4 jusqu'à application étroite de la partie de base 4d du bouchon 4 contre le rebord 5. La partie de base 4d peut comprendre une cavité débouchant sur sa face extérieure, notamment de forme hexagonale, permettant la prise d'appui d'un outil d'insertion de manière mécanisée du bouchon 4 dans la gaine 1. Dans la forme de réalisation montrée sur les figures 5 et 6, le rebord 5 délimite une ouverture de forme conique, dont le plus grand diamètre est situé sur l'extérieur de la gaine 1, et présente une zone arrondie 5a entre sa face extérieure et sa face délimitant cette ouverture. Ces dispositions facilitent l'engagement du bossage 4a au travers de cette ouverture. La face extérieure du rebord 5 forme une saillie circulaire 8 à section en forme de"V"et un évidement périphérique est aménagé au niveau de la jonction de la paroi latérale de la gaine 1 et du rebord 5. La partie de base 4d du bouchon 4 s'étend, dans la direction radiale, au-delà du rebord 5 et recouvre une partie de l'extrémité inférieure de la gaine 1. Cette partie de base 4d comprend une gorge conformée pour être engagée étroitement sur la saillie 8 lorsque le bouchon 4 est assemblé à la gaine 1, et un rebord 9 conformé être engagé dans ledit évidement. L'extrémité 1 b de la gaine 1 et la partie de base 4d présentent ainsi des zones d'emboîtement réciproque qui augmentent la surface de contact entre la partie de base 4d et la gaine 1 et contribuent à maintenir cette partie de base 4d en application étroite contre l'extrémité inférieure de la gaine 1. Il apparaît de ce qui précède que l'invention apporte une amélioration déterminante à la technique antérieure, en fournissant une gaine d'ancrage permettant d'éliminer tout risque de détérioration du substrat entourant la gaine lors de la mise en place d'un organe fonctionnel dans cette gaine, sans nécessité d'utiliser un solvant pour permettre l'effacement d'éventuels corps étrangers présents dans la gaine. Cette gaine reste de plus facile à fabriquer et présente une parfaite étanchéité au moment du coulage du béton. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation entrant dans le champ de protection défini par les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS 1-Gaine d'ancrage (1) permettant l'assemblage d'un organe fonctionnel à un substrat dans lequel est noyée la gaine (1), cette gaine (1) étant ouverte à ses deux extrémités et recevant un bouchon (4) à son extrémité "inférieure" (1 b), c'est-à-dire son extrémité destinée à être noyée dans le substrat, gaine (1) caractérisée : - en ce qu'elle comprend, au niveau de ladite extrémité inférieure, un rebord circulaire (5) faisant saillie radialement vers l'intérieur, qui délimite une ouverture de plus faible diamètre que celui de la cavité délimitée par la gaine (1), et - en ce que le bouchon (4) est en matériau élastique compressible et comprend un bossage central proéminent (4a) ainsi qu'une partie de base (4a, 4b, 4c ; 4d), le bossage (4a) ayant une section supérieure à celle de ladite ouverture et comprenant une gorge (6) aménagée dans sa paroi latérale, au niveau de sa base, de telle sorte qu'ils puisse être engagé dans ladite ouverture jusqu'à pénétration dudit rebord (5) dans ladite gorge (6), et ladite partie de base (4a, 4b, 4c ; 4d) étant conformée pour, dans cette position de pénétration, être appliquée contre ledit rebord (5). 2-Gaine (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rebord (5) et le bouchon (4) sont conformés de telle sorte que le bouchon (4) est assemblable à la gaine (1) par encliquetage dudit rebord (5) dans ladite gorge (6). 3-Gaine (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que le rebord (5) est conformé de manière à délimiter une ouverture de forme conique, dont le plus grand diamètre est situé sur l'extérieur de la gaine (1). 4-Gaine (1) selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que le rebord (5) présente une zone arrondie entre la face extérieure de ce rebord (5) et la face de ce rebord (5) délimitant ladite ouverture. 5-Gaine (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rebord (5) et le bouchon (4) sont conformés de telle sorte que le bouchon (4) est assemblable à la gaine (1) par vissage, le bossage central du bouchon (4) comprenant un filet dimensionné pour coopérer avec ledit rebord (5), ce filet communiquant avec ladite gorge (6). 6-Gaine (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite partie de base (4d) s'étend, dans la direction radiale, au-delà du rebord (5) et recouvre une partie de l'extrémité inférieure (1 b) de la gaine (1). 7-Gaine (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'extrémité inférieure (1 b) de la gaine (1) et ladite partie de base (4d) présentent des zones d'emboîtement réciproque. 8-Gaine (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'extrémité inférieure de la gaine (1) présente un évidement périphérique extérieur au niveau de la jonction de la paroi latérale de la gaine (1) et dudit rebord (5), et en ce que ladite partie de base (4d) comprend un rebord périphérique (9) propre à s'appliquer contre la gaine (1) au niveau de cet évidement. 9-Gaine (1) selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisée en ce que lesdites zones d'emboîtement réciproque sont conformées pour réaliser un encliquetage ou un coincement de ladite partie de base (4d) sur l'extrémité inférieure (1 b) de la gaine (1). 10-Utilisation de la gaine d'ancrage (1) selon l'une des revendications 1 à 9 pour le montage d'un rail ferroviaire sur une traverse en béton.