Brevet FR2835266A1 — publié le 20030801

La présente invention se rapporte au domaine technique de la construction au sens général, incluant la réalisation de structures exposées à la chute de projectiles provenant, par exemple, d'éboulements ou de glissements de terrain. Traditionnellement, de telles structures ne sont pas dimensionnées sécuritairement compte tenu des errements adoptés à la fois sur les types de chocs mis en jeu et sur la méthodologie de dimensionnement. Il a été, par exemple, proposé des structures de type en béton armé calculées dans l'hypothèse optimiste de la seule prise en compte d'une énergie cinétique finale minimale correspondant à l'hypothèse du choc mou où la plus grande partie de l'énergie totale incidente se dissipe sous d'autres formes telles que déformation, chaleur... Une autre solution connue consiste à construire un ouvrage protecteur s'interposant entre la structure à protéger et les sources probables de projectiles. C'est le cas des merlons destinés à protéger les routes de montagne. C'est aussi le cas des matelas protecteurs disposés au dessus des structures à protéger. Dans les cas ci-dessus, les errements cités précédemment conduisent là aussi à un sous-dimensionnement des structures et, pour le cas des matelas, à une insuffisante réduction des contraintes permanentes sur les structures ainsi recouvertes. A cet égard, il a été proposé par le brevet français FR 2 587 051, une technique basée sur la construction d'un massif allégé afin de réduire les contraintes appliquées, soit aux couches sous-jacentes ou aux bancs les supportant, soit encore aux constructions sous-jacentes ou environnantes. La technique proposée ne vise cependant qu'à réduire les contraintes appliquées à une structure et non à prévenir toute détérioration structurelle provoquée par l'impact de projectiles. Le massif allégé dont il est question dans ce brevet français est réalisé au moyen de pneumatiques dépourvus de liaisons mutuelles et de matériaux de remplissage et constituant ainsi un corps de massif qui est associé à une couche d'immobilisation et d'ancrage. Un tel massif permet non seulement de réduire les contraintes appliquées aux structures sous-jacentes, mais présente également des caractéristiques de souplesse et d'amortissement des chocs. Cependant, les moyens mis en oeuvre dans un tel procédé proposé ne conduisent généralement pas à un massif permettant de prévenir toute détérioration de la structure protégée provoquée par l'impact de projectiles. En effet, la présence d'une couche de matériaux présentant des propriétés élastiques n'est pas de nature suffisante pour éviter de telles détériorations. La présente invention a pour objectif de pallier ces insuffisances en proposant un nouveau procédé pour la réalisation d'un ouvrage protecteur destiné à prévenir toute détérioration structurelle provoquée par l'impact de projectiles, tels que des éboulements ou des glissements de terrain, ainsi qu'un ouvrage issu d'un tel procédé, qu'il soit réalisé de manière indépendante ou, au contraire, intégré à une structure à protéger. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, l'invention concerne un procédé de construction d'un ouvrage protecteur d'un site contre l'impact d'une masse en mouvement, procédé qui est caractérisé en ce qu'il consiste à : - constituer en partie un corps de massif à partir de matériaux plastifiables, - inclure audit corps une masse inerte à réactivité élastique en disposant cette masse de manière que sa ou ses zones de plus grande élasticité soient orientées, par une face au moins, perpendiculairement à la direction générale de déplacement de la masse en mouvement, - finir la constitution du corps de massif de manière à enfermer totalement la masse inerte dans ledit corps. La présente invention a également pour objet un ouvrage protecteur d'un site caractérisé en ce qu'il comprend : - un corps de massif à base de matière plastifiable, - une masse inerte de matière à réactivité élastique incluse audit corps. 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 figure 1 est une élévation schématique d'un ouvrage protecteur dans une première forme de réalisation selon l'invention. La figure 2 est une vue en plan prise partiellement, à plus grande échelle, selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une élévation schématique analogue à la figure 1 mais illustrant une variante de réalisation. La figure 4 est une perspective montrant, à plus grande échelle, la structure particulière de l'un des éléments constitutifs de l'objet de l'invention. Les figures 5 et 6 sont des vues schématiques mettant en évidence d'autres variantes de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 7 est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation de l'objet de l'invention. Tel que rappelé ci-avant, l'objet de l'invention est d'assurer la protection d'une structure telle que 1, représentée schématiquement et partiellement à la figure 1, contre les impacts d'une ou plusieurs masses en mouvement, dont la direction de déplacement est par exemple schématisée par la flèche FI. Pour assurer la protection de la structure 1, l'objet de l'invention préconise la construction d'un ouvrage protecteur désigné dans son ensemble par la référence 2 et qui fait intervenir, dans la forme de mise en oeuvre illustrée par la figure 1, les étapes successives suivantes. On procède tout d'abord et de façon générale, à la réalisation d'une surface d'assise 3 de manière à disposer d'un plan d'établissement qui est avantageusement régalé. Cette surface 3 peut être formée directement par le sol ou par apport de tout matériau convenable, notamment au plan géotechnique, ou encore par une semelle dite de drainage, qui est constituée de toute manière appropriée connue dans la technique. Sur cette surface d'assise 3, on procède à l'élévation d'un corps de massif 4, par exemple à vocation définitive, de forme tronc-pyramidale ou trapézoïdale en section, tel que cela est connu pour l'établissement de merlon. Le corps de massif 4 est constitué à base de matériaux plastifiables. Par caractère plastifiable, il convient de considérer tout type de matériau à même de constituer une masse de densité convenable et de rigidité déterminée. Il peut donc s'agir de tout matériau approprié et parmi ceux-ci au sens de l'invention, il convient de retenir, à titre d'exemple, des matériaux de déblais, des concassés de démolition, qui peuvent être déposés en couches successives, en vrac ou en tas, compactés ou non, de manière à établir une sorte d'assise contribuant à réserver ou à délimiter une cavité ouverte 5, par exemple en procédant à l'élévation du corps de massif 4 jusqu'aux niveaux Ni et N2. Ces deux niveaux, donnés à titre d'exemples, sont caractéristiques et déterminants uniquement dans l'exemple de mise en oeuvre selon la figure 1. Dans une étape suivante, on procède à la constitution d'une masse 6 dite inerte par opposition à la masse ou au projectile considéré en mouvement potentiel dans ce qui précède. Cette masse 6 présente la caractéristique d'être réalisée à base de matériaux présentant une réactivité élastique avec capacité de déformabilité et indice de frottement déterminé. Différents types de matériaux répondant à de telles exigences peuvent être mis en oeuvre pour constituer le volume définissant la masse 6. Dans un exemple tel qu'illustré par la figure 1, cette masse 6 est constituée par la juxtaposition de pneumatiques 7, avantageusement rebutés, qui sont disposés en empilement ou en couches successives telles que 81, 82, 8n, de manière à définir l'enveloppe volumique devant être conférée à la masse 6. De préférence aussi, les pneumatiques sont disposés comme illustré par la figure 2, en quinconce dans chaque couche et au sein de chacune d'elles. Selon l'invention, ces pneumatiques sont dépourvus de liaison entre eux, et aucun apport de matériau quelconque n'est effectué pour remplir les vides que les pneumatiques délimitent. On constitue la masse 6 directement ou à partir de l'appui que définit le fond de la cavité 5, de telle manière que la ou les zones de plus grande élasticité que définit la masse 6 soient orientées par au moins une face telle que la face 6a perpendiculairement ou sensiblement perpendiculairement à la direction générale de déplacement de la masse hypothétique en mouvement selon la direction Fi. Si la figure 1 représente une masse 6 qui peut être considérée comme définissant une enveloppe prismatique régulière, il doit bien évidemment être compris au sens de l'invention qu'une telle masse pourrait présenter une forme différente et, par exemple, inclure une épaisseur localement variable de couche de matériau offrant une réactivité élastique intrinsèque. Dans une étape suivante, on poursuit la constitution du corps de massif 4 à partir des niveaux Nl et N2 de manière à enfermer totalement la masse 6 dans le corps de massif qui peut être complété, notamment en partie supérieure, par l'apport d'une couche 9 de drainage, notamment de terre végétale, dans le cas de volonté d'implantation de végétaux, par exemple. Le massif 4 peut être avantageusement compacté lors de l'apport des matériaux à partir des niveaux Ni et N2, et, dans certains cas aussi, il peut être envisagé d'inclure, à l'intérieur des matériaux plastifiables, des armatures convenablement réparties et offrant une résistance à la traction non nulle. De telles armatures, telles qu'illustrées en trait gras par la référence 10, peuvent être établies soit en niveaux horizontaux superposés, soit en plans obliques, soit encore en direction verticale, voire en réseaux entrelacés, c'est-à-dire de toute manière convenable et appropriée pour contribuer à la cohésion conférée par compaction aux matériaux constitutifs du corps de massif 4. A titre d'exemple, les armatures 10 peuvent être constituées à partir de couches de déchets de matières plastiques non polluées. Dans une étape ultérieure, on complète préférentiellement l'ouvrage protecteur en assurant la constitution sur une partie au moins de la surface extérieure du corps de massif 4 ou encore sur au moins une partie de l'une des faces de ce corps, d'un parement 11 dont la fonction est d'assurer le maintien en place des matériaux constitutifs du corps de massif 4, mais aussi d'offrir une résistance à la traction ainsi qu'un coefficient de frottement déterminé. Le parement 11 peut donc être réalisé de plusieurs manières différentes par un seul type de matériau d'apport, voire par une combinaison de plusieurs, et à cet égard, il peut être retenu de le constituer par un empilement 12 de pneumatiques, de préférence mais non nécessairement liés entre eux et qui sont à même, le cas échéant, d'être complétés par remplissage de terre végétale lorsqu'il est souhaité parfaire l'ouvrage protecteur par l'implantation de végétaux. Il peut donc être envisagé de réaliser le parement 11 uniquement par l'intermédiaire d'empilements de pneus 12 associés à un remplissage de terre végétale ou alors de compléter cet empilement par un enrochement de stabilisation, par exemple à base de concassés de démolitions. Il peut aussi être envisagé de lier le parement au corps de massif 4, par exemple, au moyen d'armatures du type terre armée ou géotextile. L'examen de la figure 1 permet de constater que l'ouvrage protecteur ainsi réalisé offre à l'impact d'une masse en mouvement selon la direction FI une caractéristique de résistance à l'impact par le frottement et la résistance à la traction offerts par le parement 11, une caractéristique d'absorption par la masse que constitue le corps de massif 4 et une fonction d'amortissement par la présence de la masse ou coussin élastique 6 situé au coeur ou à proximité du coeur de l'ouvrage constitué. De cette manière, est assurée une protection efficace de la structure 1 qui est garantie contre les désordres susceptibles d'être infligés par l'énergie cinétique emmagasinée par la masse en mouvement et imposée à l'ouvrage. Les figures 3 et 4 montrent une variante de réalisation dans laquelle, pour une mise en oeuvre semblable à celle de la figure 1, la masse 6 est constituée par la juxtaposition de blocs élémentaires 12 qui sont constitués par des déchets de matières plastiques hétérogènes ou homogènes, comprimés et contraints sous charge de manière à posséder une cohésion propre les rendant résistants, cohérents, manipulables et empilables. La contrainte peut être établie par des liens de contention tels que 13 ou encore par l'intermédiaire de perforations soudage entraînant une fusion au moins partielle des déchets comprimés. Les figures 5 et 6 montrent à titre de variante qu'il est possible de réaliser la masse inerte à réactivité élastique 6 sous une forme homothétique à celle du corps de massif 4 en disposant cette masse 6 soit à coeur de ce corps de massif comme le montre la figure 5, soit en appui sur la surface d'assise 3 comme le montre la figure 6. Dans le premier exemple illustré par les figures 1 et 3, l'ouvrage protecteur est constitué de façon indépendante de la structure 1 à protéger, pour assurer la protection de cette dernière par une disposition par exemple latérale à l'un au moins des côtés ou façades de la structure 1. Une telle structure 1 peut être un ouvrage d'art, une route, une construction, un bâtiment, voire une culée de pont, tous ces exemples n'étant donnés qu'à titre illustratif. L'objet de l'invention peut toutefois être mis en oeuvre de façon différente en prévoyant de réaliser l'ouvrage protecteur de manière intégrée, comme cela peut être le cas sur la base de la figure 7, lorsque la structure à protéger est par exemple constituée par l'enveloppe 14 d'un tunnel 15 aménagé dans un massif 16. Dans un tel cas, l'objet de l'invention peut être mis en oeuvre pour assurer la protection du tunnel 15 en prévoyant de constituer au-dessus de ce dernier, le corps de massif 4 réservant la cavité 5 occupée par la masse 6 dont l'orientation privilégiée est toujours choisie de manière qu'elle offre sa ou ses zones de plus grande élasticité sensiblement perpendiculairement à la trajectoire hypothétique FI d'une masse en mouvement. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1-Procédé de construction d'un ouvrage protecteur d'un site contre l'impact d'une masse en mouvement caractérisé en ce qu'il consiste à : - constituer en partie un corps de massif à partir de matériaux plastifiables, - inclure audit corps une masse inerte à réactivité élastique en disposant cette masse de manière que sa ou ses zones de plus grande élasticité soient orientées, par une face au moins, perpendiculairement à la direction générale de déplacement de la masse en mouvement, - finir la constitution du corps de massif de manière à enfermer totalement la masse inerte dans ledit corps. 2-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il consiste à recouvrir au moins la partie de surface du corps de massif sujette au risque d'impact, d'un parement protecteur résistant offrant des caractéristiques non nulles de résistance à la traction et de frottement. 3-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on inclut au corps de massif des armatures offrant une résistance à la traction non nulle. 4-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on constitue le corps du massif à partir de déblais et/ou de concassés de démolition. 5-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on constitue la masse inerte à partir de pneumatiques juxtaposés. 6-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on constitue la masse inerte à base de blocs élémentaires juxtaposés de déchets de matières plastiques comprimés et contraints. 7-Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'on constitue le parement à base d'empilements de pneumatiques. 8-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on constitue l'ouvrage en tant que massif indépendant. 9-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on constitue l'ouvrage en tant que massif intégré à un site à protéger. 10-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on dispose la masse inerte à réactivité élastique au coeur du corps de massif. 11-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on dispose la masse inerte à réactivité élastique en appui sur une surface d'assise en relation avec le corps de massif. 12-Ouvrage protecteur d'un site caractérisé en ce qu'il comprend : - un corps de massif (4) à base de matière plastifiable, - une masse inerte (6) de matière à réactivité élastique incluse audit corps. 13-Ouvrage selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'il comprend un parement (11) protecteur et résistant en relation avec une partie de la surface extérieure ou de la ou d'une des faces externes dudit corps de massif. 14-Ouvrage selon la revendication 12 caractérisé en ce que le corps de massif est en matériau tout venant. 15-Ouvrage selon la revendication 12 caractérisé en ce que la masse inerte (6) à réactivité élastique est constituée par des pneumatiques (7) dépourvus de liaison et de remplissage. 16-Ouvrage selon la revendication 12 caractérisé en ce que la masse inerte à réactivité élastique est constituée par des blocs élémentaires (12) de déchets de matières plastiques comprimés et contraints. 17-Ouvrage selon la revendication 15 ou 16 caractérisé en ce que les pneumatiques ou les blocs sont arrangés en couches successives et en quinconce relativement d'une couche à l'autre. 18-Ouvrage selon la revendication 13 caractérisé en ce que le parement est constitué à base de pneumatiques empilés. 19-Ouvrage selon la revendication 12 caractérisé en ce que le corps de massif inclut des armatures (10) présentant une résistance à la traction non nulle. 20-Utilisation de l'ouvrage selon l'une des revendications 12 à 18 en tant que massif indépendant disposé latéralement à un site à protéger. 21-Utilisation de l'ouvrage selon l'une des revendications 12 à 18 en tant que massif intégré à un site à protéger.