Brevet FR2845702A1 — publié le 20040416

La présente invention concerne, dans le domaine du génie civil, un dispositif pour retenir des éléments solides instables, de toutes dimensions, d'origine naturelle ou artificielle Elle concerne notamment la rétention de blocs rocheux qui, se détachant de talus ou de falaises, sont susceptibles de troubler ou endommager des sites naturels ou des installations ou habitations situées en aval, sur leur trajectoire. Ciaprès le mot: bloc désigne tous types d'éléments à retenir. Les techniques habituellement utilisées sont: - soit des filets tendus au- dessus du sol et fixés à des éléments rigides, comme des poteaux, - soit des digues dont l'élément constitutif principal est habituellement la terre, qui peut être aménagée par criblage et/ou par compactage et/ou par introduction d'éléments améliorant ses caractéristiques mécaniques utiles 10 (résistance à la rupture, pentes de talus, compressibilité), tels le béton (qui peut, dans certains cas être même substitué à la terre), ou des éléments ou nappes métalliques, textiles, ou analogues (terre armée; géotextiles; pneus empilés, parallèlement entre eux, remplis de terre, avec ou sans interfaces; pneus empilés et accolés, rassemblés entre eux par des cables), ces divers ouvrages étant ci-après désignés par le terme de: digues, 15 - soit des excavations servant de pièges, - soit une combinaison de cette dernière technique avec l'une des deux autres. Outre la nécessité d'un dimensionnement permettant au filet sur toute sa surface et à ses éléments de fixation au sol, de supporter, sans se rompre, l'impact d'un bloc ou de plusieurs blocs successifs, la technique des filets présente les inconvénients liés à sa mise en oeuvre (approvisionnement et mise en place des éléments), ainsi que 20 ceux inhérents à sa durée de vie limitée quand le filet, sauf constituants spéciaux, est soumis aux agents atmosphériques, notamment aux ultra-violets. Les pièges par excavations réduisent peu ou prou la stabilité du sol o elles sont réalisées. Quand il s'agit d'un sol mou ou d'un sol en pente, talus ou a fortiori éboulis, les dispositions nécessaires pour compenser l'instabilité sont rédhibitoires. En outre, l'approvisionnement des instruments nécessaires à leur réalisation peut aussi être un 25 obstacle grave. Pour présenter une résistance suffisante au cisaillement induit par l'impact d'un bloc, les digues apportent, par leurs dimensions et par la densité de leurs composantes, une surcharge qui, sans des confortements disproportionnés avec l'ouvrage, peut être incompatible avec la portance du sol, notamment dans les cas extrêmes de sollicitation (grand glissement, glissement sous la base, poinçonnement, renversement, séismes) . En outre 30 l'approvisionnement (quand on ne trouve pas de matériaux convenables proches du site, ou quand leur prélèvement local peut entrainer des désordres structurels ou esthétiques), le poids, le volume, et l'encombrement des éléments constitutifs et des outils de mise en oeuvre, peuvent être incompatibles avec les infrastructures existantes (routes, pistes, zones urbaines ou mal franchissables). Les procédés existants mettant en oeuvre des pneus présentent les inconvénients de constituer des massifs 35 anisotropes avec des surfaces de glissement préférentielles, notamment aux interfaces entre pneus et en limite du massif ainsi constitué, notamment au contact avec le sol. Le dispositif selon l'invention permet de s'affranchir de ces divers inconvénients. Il est caractérisé par l'apport d'éléments préfabriqués de faible densité globale, et globalement isotropes, assez compressibles pour pouvoir, assemblés, à l'emplacement et aux dimensions requis, absorber sans rupture l'énergie d'impact des blocs, sans surcharger notablement le sol, ni être notablement sensible aux agents atmosphériques, et en ne nécessitant qu'une infrastructure légère. Dans sa forme préférentielle, le dispositif est représenté en coupe sur la figure 1: Sur un sol de pente quelconque (1), aménagé, si nécessaire, par un drain de profondeur convenable (2), pour ne pas retenir les eaux courantes, on dispose un ensemble, auto-stable ou non, d'éléments légers (n'excluant pas le polystyrène expansé ou d'autres matériaux légers), préférentiellement de pneumatiques (3), neufs ou, de préférence, 10 usagés, de dimensions de préférence diverses, disposés de préférence en vrac, confinés, de préférence mais pas nécessairement, par des sacs ou par des filets (4), ouverts ou fermés, contenant les pneus, etfou par des cables (5) reliant les divers éléments entre eux et, préférentiellement, les reliant avec des éléments externes participant à la stabilité du dispositif, filets et cables dimensionnés, ou non, pour contribuer notablement à la résistance de l'ensemble aux impacts de blocs. La disposition en vrac d'une partie au moins du massif et les tailles diverses des 15 pneus confèrent au massif un frottement interne relativement isotrope, ainsi qu'un frottement externe (au contact du sol entre autres); les liaisons entre pneus permettent une plus grande diffusion latérale des impacts. Les pneus peuvent aussi ne pas être confinés, ou être partiellement ou totalement confinés par de la terre, notamment en fonction des conditions locales. Aux endroits appropriés selon les besoins cas par cas, notamment si c'est utile à son dimensionnement, ou à la 20 protection contre les agressions (dont celles des ultra-violets) ou à l'esthétique, le dispositif peut être muni de revêtements naturels, en terre ou en blocs, (6), éventuellement végétalisés ou ensemencés (7) eVou de revêtements artificiels, superficiels (8) - pneus empilés raidissant le front amont sur la figure 1 - ou incorporés à l'ouvrage (9), destinés à répartir l'impact sur une surface et/ou sur un volume plus grands de l'ouvrage, ou à contribuer à sa stabilité, soit directement par leurs caractéristiques propres, soit par leur influence sur d'autres éléments (notamment 25 (10) géotextiles filtrant le sol de revêtement). Pour apporter à l'ouvrage une plus grande résistance au cisaillement, particulièrement pour sa stabilité et vis à vis de l'impact de blocs, des ancrages en matériaux résistants, tels des profilés métalliques, peuvent lier l'ouvrage à des éléments résistants, comme le sol de fondation ou à d'autres éléments, naturels ou artificiels (rochers ou blocs). Sur la figure l est ainsi représenté, en amont du dispositif de base, un ancrage vertical - ou plusieurs, ou incliné, si 30 besoin est - fiché dans le sol (1 1) qui peut être disposé en un seul ou en plusieurs éléments solidaires, auquel est lié ou appuyé un cable (12), perpendiculaire au plan de la coupe représentée, lui même en liaison résistante avec les pneus ou avec les filets - notamment par des cables espacés parallèlement au plan de la figure (1) -, en sorte que soit transmis au sol et à l'ancrage, sans discontinuité, tout ou partie de la sollicitation de l'ouvrage soumis à la survenue d'un bloc. Au seul frottement externe du massif de pneus sur sa base, s'ajoute alors, pour assurer sa 35 stabilité notamment lors de la survenue d'un bloc, la résistance au cisaillement du sol de fondation et de l'ancrage, par l'intermédiaire des liaisons entre l'ancrage et les pneus ou les amas de pneus. Selon la pente du terrain et l'impact attendu, une butée peut être disposée en aval de l'ouvrage (non illustrée), qui peut aussi être ancrée. Dans une variante non illustrée, l'ouvrage peut être partiellement enterré etlou muni d'un fossé sur sa face amont. Dans une autre variante non illustrée, le dispositif de base, (3), peut être mis en place de part et d'autre de l'élément ancré Tous ces éléments complémentaires à l'élément (3) ne sont apportés que selon les besoins. La faible densité moyenne des constituants de l'ouvrage permet notamment: - de ne pas affecter notablement la stabilité du milieu encaissant, même s'il s'agit d'un sol en limite de stabilité comme un éboulis, et, par sa grande porosité sous la forme préférentielle de pneus divers en vrac, de laisser circuler 10 une eau courante, permanente ou non, - outre l'approvisionnement traditionnel par piste ou route, d'apporter tout ou partie des constituants par voie aérienne depuis un point de stockage dépôt par hélicoptère de sacs de pneus ou lâchage de pneus et autres constituants-. Le dispositif additionnel d'ancrage confère à l'ensemble, quand c'est nécessaire, une résistance à l'impact de 15 blocs bien supérieure à celle d'une digue en terre, même armée de géotextiles ou de treillis, car il permet de s'affranchir de la discontinuité relative due au contact grain à grain de la terre. L'ensemble de ce dispositif de rétention est, vu en plan, généralement linéaire (un ou plusieurs segments de droites). Dans une variante de l'invention schématisée en figure 2, l'axe de l'ouvrage, en vue de dessus, au lieu de linéaire, tel que schématisé en figure 2a et 2b, peut recevoir une forme permettant, avec ou sans impact de blocs, de 20 mieux combiner les efforts de traction et ceux de compression que subit l'ouvrage et de mieux s'adapter au site. Un cas possible est schématiquement illustré en figure 2c. L'invention peut notamment s'appliquer à la retenue de blocs et sols instables, notamment en sites accidentés, en sites difficiles d'accès, en sites o l'approvisionnement d'autres matériaux est difficile, ou en sites mal susceptibles de supporter une surcharge. REVENDICATIONS 1) Dispositif de génie civil destiné à retenir des solides instables, consistant en une digue construite en matériaux pourvus, globalement, d'une faible densité et d'une forte compressibilité. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué, en tout ou partie, de pneumatiques disposés au moins partiellement en vrac. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une partie au moins de ses constituants est fractionnable en paquets indépendants entre eux, mis en oeuvre dans des sacs ou 10 dans des filets, ouverts ou fermés. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins deux de ses constituants sont reliés entre eux par une ou plusieurs liaisons, dont la section est de forme quelconque, pourvues de résistance à la traction ou au cisaillement. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins un de 15 ses constituants est relié sans discontinuité par au moins une liaison, pourvue de résistance à la traction ou au cisaillement, avec au moins un point fixe, résistant à la traction ou au cisaillement. 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par le fait que le point fixe est un ancrage dans le sol sur lequel ou près duquel est construit le dispositif. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le constituant de 20 faible densité est confiné, au moins partiellement, par un sol, quel que soit le calibre des particules élémentaires de ce sol. 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'y sont incorporés des filtres contre la diffusion de particules du sol. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par la végétalisation d'une 25 partie des constituants. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que son axe, en vue de dessus, est, au moins partiellement, non linéaire, et contient des éléments soumis à des efforts de compression latérale.