Brevet FR2850675A1 — publié le 20040806

NATTE DE CONTENTION ET DE FILTRATION POUR LE SOUTENNEMENT DES TERRES ET SUPPORTS I La nécessité d'assurer la stabilité de versants dans des matériaux instables, comme des remblais, des sables, des argiles fluantes, oblige à la mise en place de procédés de soutennement lourds et difficiles à mettre en oeuvre, utilisant généralement des blocs ou des structures cellulaires de béton, ou des gabions métalliques en fil ou en tôle, remplis d'enrochement assez peu esthétiques et d'une durée de fonctionnalité liée à la résistance mécanique du matériau de retenue constituant. D'autres techniques de soutennement utilisant des parements grillagés métalliques ou bétonnés retenus par un lien arrière positionné dans la matière fluante elle-même existent et sont utilisés en travaux publics pour assurer le maintien de pentes risquant de dépasser le point de rupture de stabilité du matériau constituant. D'autres matériaux sont parfois utilisés pour stabiliser les versants, sous forme de matériaux non-tissés constitués de fibres de métal, de métal enrobé ou de polymère formant une natte tridimensionnelle retenue dans le versant à l'aide de câbles de tension, d'agrafes ou de pieux de fascinage. Enfin, dans un objectif de végétalisation, sur des pentes pouvant être importantes, mais dont la stabilité peut-être reconquise dans une période brève grâce au développement racinaire, il peut être mis en place des nattes de fibre de coco tissées, ancrées dans le substrat par des agrafes et retenues par un système de câblages métalliques. La présente invention qui connaît l'ensemble des procédés utilisés dans les travaux publics, consiste en un produit nouveau constitué d'une natte tissée de cordages de polymères de différents types selon les usages envisagés, natte stabilisée par thermoformage, sur laquelle est collée par thermosoudure, sur une face, un non tissé tridimensionnel constitué de fibres de polymères de différents types et de différentes densités, présentant différentes caractéristiques en fonction des nécessités d'usage, formant natte de filtration. L'ensemble constitué est utilisé pour assurer la contention, la filtration dans une optique de soutennement des terres, la face en non tissé étant positionnée sur les matériaux ou terres à retenir ou à l'air libre pour autre utilisation en structure d'accrochage pour autre matériaux, la face cordée, subissant les tractions et tensions, étant placée sur l'extérieur, les liaisons avec le substrat étant assurées sur ce filet. Les ancrages et liens avec le substrat, ou sur les matériaux à retenir, font l'objet d'un autre projet de brevet. L'avantage du produit de l'invention est constitué par sa très grande résistance. Chaque croisement de lien entre trame et lisse, dans la natte tissée de cordage, étant 40 thermosoudée au cours du thermoformage, le matériau ne peut se détricoter lors de la découpe ou de la mise en place. Chaque fibre du non-tissé tri-dimensionnel de la face arrière étant thermocollée sur la natte tissée lors de sa mise en place, participe de la résistance générale de l'ensemble. Le matériau est découpable facilement pour l'ajuster aux conditions géométriques locales, et son poids est toujours très faible, ce qui en 45 facilite la manipulation et l'utilisation. D'autre part, le produit de l'invention peut être réalisé avec un type tissage et une 48 densité de matériaux cordés présentant une résistance adaptée aux contraintes locales en l traction et rétention en fonction de la charge exercée sur lui par le matériau à retenir, tout en adaptant sa capacité de filtration assurée par le tri-dimensionnel, par la densité et le diamètre des fils constituant le non-tissé tridimensionnel de la face arrière. Le produit de l'invention présentant une très grande résistance mécanique peut être utilisé sur de très grandes hauteurs, chaque corde de lisse constituant une liaison avec les points d'ancrage hauts, jusqu'à la limite de son point de charge de rupture. Enfin, le produit de l'invention, du fait de l'inertie de son matériau constituant et 10 de son insensibilité aux diverses attaques chimiques ou bio-chimiques peut servir de base à la mise en place de bétons projetés pour habillage de versant, ou de base pour une conquête végétale de pentes. Le produit de l'invention, par sa possibilité de faire varier la densité des fibres de 15 non-tissé, et l'écartement de la trame et de la lisse de la natte tissée, permet d'assurer un drainage du matériau maintenu en contention, mais aussi d'éviter l'entraînement de ces mêmes matériaux, puisque les densités de fibres utilisées pour le non-tissé peuvent être telles qu'il peut être constitué un feutre de filtration permettant la rétention des composants d'une granulométrie déterminée dans le milieu contendu. 20 Le produit de l'invention, par sa possibilité de faire varier la densité des fibres de non-tissé et l'écartement de la trame et de la lisse de la natte tissée, permet d'assurer, si l'usage le nécessite, les semis ou les plantations permettant ainsi une végétalisation sur des substrats instables en pente. Le produit de l'invention, comme tout tissu ou matériau non tissé présentant une continuité en feuille ou en natte, peut être utilisé pour réaliser d'autres types de produits comme fascines ou matelas rigidifiés ou non. DESCRIPTION DE LA FABRICATION DU PRODUIT Matériaux constituants du produit - cordes de polyamides souples de type nylon ou rilsan, tressées, de diamètre 35 compris entre 1 mm et 15 mm dont chaque fibre de diamètre compris entre 1/10 mm2 à 12 min2 constituante est caractérisée par une rupture à la traction comprise entre 4,8 et 7,6 kg/mm2, une résistance à la compression comprise entre 5 et 10 kg/mm2, une rupture à la flexion comprise entre 5,6 et 7 kg/mm2, une température de déformation sous charge permettant le thermoformage 40 comprise entre 149 et 1820 C, une masse volumique comprise entre 1,04 et 1,15. - fibres de polyamides souples de type nylon ou rilsan, tressées, dont chaque fibre constituante est caractérisée par une rupture à la traction comprise entre 45 4,8 et 7,6 kg/mm2, une résistance à la compression comprise entre 5 et 10 kg/mm2, une rupture à la flexion comprise entre 5, 6 et 7 kg/mm2, une température de déformation sous charge permettant le thermoformage comprise entre 149 et 182 C, une masse volumique comprise entre 1,04 et 49 1,15. l Réalisation du produit Fabrication de la natte tissée Les lignes de lisse de tissage sont constituées par des cordes simples ou des bandes tressées de cordes composées de trois à quatre cordes et plus (selon l'usage prévu) de diamètre individuel de 1 mm. Les lignes de trame de tissage sont constituées par des cordes simples ou des 10 bandes tressées composées de trois à quatre cordes et plus (selon l'usage prévu) de diamètre individuel de 1 mm. Tous les types de tissage sont utilisables (selon l'usage prévu). La taille des mailles constituées par le tissage est adaptée en fonction de l'usage qui est prévu pour ce 15 type de matériau. Les mailles peuvent avoir de 0,5 cm de diagonale à 10 cm de diagonale et plus. Lorsque le tissage est réalisé et que les mailles sont bien identifiées, la toile ainsi constituée est étalée sur une matrice permettant le maintien en écartement des mailles, et 20 sous une presse de thermoformage, sous pression de 4 bars, à la température de 170 C pendant 1 minute. Les noeuds de tissage sont ainsi compressés formant des liaisons résistantes conservant les caractéristiques de résistance à la traction et à la compression des matériaux constituants. La toile ainsi tissée est enroulée sur un cylindre de dimensions convenables. Fabrication du non-tissé tri-dimensionnel Sur une matrice métallique en bac horizontal d'une épaisseur de 15 cm présentant 30 les caractéristiques en creux de la forme tri-dimensionnelle choisie, sont projetés les fibres de polyamides souples correspondant aux diamètres retenus, aux densités retenues en fonction de l'usage. Lorsque les densités de charge choisies sont atteintes, une plaque de fermeture 35 métallique horizontale est positionnée au dessus de la matrice metalllique de base. Cette plaque est maintenue à un écartement choisi pour l'épaisseur du tri-dimensionnel par des cales d'écartement. L'ensemble matrice et plaque de fermeture est alors porté à une température de 40 170 C pendant 3 minutes, puis l'ensemble est refroidi à l'air. Le non-tissé tri-dimensionnel ainsi constitué est enroulé sur un cylindre, la face lisse étant positionnée à l'extérieur de l'enroulement, la face rugueuse étant positionnée à l'intérieur de l'enroulement. Etablissement du thermocollage - méthode des cylindres La natte tissée étant enroulée sur un cylindre froid, et la feuille de non-tissé tridimensionnelle étant enroulée sur un autre cylindre froid, ces deux supports sont 50 positionnés de telle manière que la natte tissée et la feuille de non-tissé tri-dimensionnelle soient présentés jointifs, passent entre deux rouleaux de métal de très grand diamètre (5 mètres) permettant de rapprocher la natte tissée et la feuille de non-tissé tri- dimensionnel 53 face lisse présentée face à la natte tissée, sous compression faible (l'espacement est réglé l en fonction de l'épaisseur choisie pour l'ensemble du produit) et s'enroulent sur un cylindre de réception situé en dessous de l'appareil de thermocollage en continu. Descendant au dessus de la jonction, une lame métallique inox, chauffée 5 électriquement par une résistance permettant d'atteindre la température de 180 O C, est positionnée de telle manière que la natte tissée et la feuille de non-tissé frottent sur toute leur largeur sur cette lame. Au dessus de la lame métallique inox, un bouche d'air chaud de la longueur de la lame est positionnée permettant d'envoyer de l'air chaud sous pression dans la zone de collage pour maintenir les mailles de la natte tissée et les vides 10 de la feuille non-tissée ouvertes pour la réalisation du collage. La vitesse de passage de l'assemblage entre les cylindres est calculée en fonction de l'importance du collage retenu, mais ne saurait être inférieur à 1 minute en compression. Remontant en dessous de la jonction de côté de la natte tissée, sous les cylindres 15 de compression, une source d'air refroidi à 4 O C d'une longueur correspondant à la largeur du produit est positionnée permettant d'envoyer de l'air froid sous pression sur la zone collée, pour refroidir le matériau en évitant qu'il ne se colle au cours de l'enroulement sur le cylindre de réception situé en dessous de l'appareil de thermocollage en continu. Le collage est, par ce moyen, réalisé sur la totalité de la natte tissée, permettant de disposer d'une grande résistance mécanique. Etablissement du thermocollage - méthode des aplats La natte tissée étant enroulée sur un cylindre froid horizontal, et la feuille de nontissé tridimensionnelle étant enroulés sur un autre cylindre froid horizontal placé au dessus du cylindre porteur de la natte tissée, ces deux supports sont positionnés de telle manière que la natte tissée et la feuille de non-tissé tri-dimensionnelle soient présentés 30 jointifs, la face plane du non-tissé tri-dimensionnel étant positionnée au contact de la natte tissée. L'assemblage passe entre deux rouleaux froids horizontaux permettant de présenter l'assemblage avant d'être engagé dans un four électrique porté à 180 O C. Dans 35 ce four électrique, l'assemblage progresse sur une courroie metallique porteuse ajourée de la largeur de l'assemblage, permettant le passage d'un souffle d'air chaud à 180 C. Au dessus de cette courroie métallique porteuse est positionnée une autre courroie métallique dont la vitesse de progression est identique à celle de la courroie porteuse. L'écartement des deux courroies métalliques est établi en fonction de l'épaisseur que 40 devra posséder le produit réalisé. L'assemblage progresse dans ce four électrique de manière telle qu'il reste dans le four pendant une durée minimale de 1 minute, afin de permettre le thermocollage. A la sortie du four, l'assemblage passe dans un souffle d'air froid à 4 O C permettant de refroidir le matériau avant qu'il ne soit enroulé sur un cylindre de réception. Le collage est, par ce moyen, réalisé sur la totalité de la natte tissée, permettant de 49 disposer d'une grande résistance mécanique. Variante dans la fabrication: par couture La liaison entre la natte tissée et la feuille non tissée peut être réalisée par agrafage à l'aide de liens de nylon permettant la couture entre les différents composants s de l'assemblage. Pour ce faire, comme dans le cas du thermocollage par la méthode des aplats, les deux cylindres sont positionnés horizontalement, la natte tissée en dessous, la feuille non tissée en dessus. Par une courroie porteuse, l'assemblage positionné est présenté à une ligne de machines à coudre industrielles dont l'écartement est calculé en fonction de l'écartement des lignes de lisse de la natte tissée. La bande assemblée passe sous les machines à coudre industrielles et les liens de nylon sont cousus liant ainsi la natte tissée et la feuille de non-tissé tri-dimensionnel. La bande ainsi cousue est enroulée sur un cylindre de réception. Variante dans la fabrication: par agrafage Comme dans le cas de la variante de fabrication par couture, la bande assemblée passe non plus sous des machines à coudre industrielles, mais sous des agrafeuses industrielles dont les agrafes métalliques peuvent permettre d'établir des liaisons entre la 25 natte tissée et la feuille non-tissée tridimensionnelle. UTILISATION DU PRODUIT DE L'INVENTION Le produit de l'invention est utilisé différemment selon les usages qu'il peut-être 30 envisagé de le faire. Utilisation du produit en natte Le produit de l'invention sera placé en feuille sur un versant à stabiliser, la face 35 non-tissée sur le versant, la face tissée à l'air libre ou inversement selon l'utilisation choisie. Sur chaque ligne de tissage (trame ou lisse) un ancrage peut être réalisé en dégageant les cordages aux extrémités, et en les liant par noeud ou anneau d'ancrage à un 40 support d'ancrage de quel que type que ce soit (pieu, tige métallique enfoncée dans le sol, chaînes, câbles métalliques tendus ou autres cordages tendus, ou tout type d'ancrage adapté au milieu sous-jacent). Sur chaque ligne de tissage, il peut être positionné des cavaliers qui peuvent être 45 plantés dans le substrat sous-jacent pour permettre de maintenir la natte dans sa position sur le versant. Ces cavaliers peuvent être positionnés aussi bien sur lisse, sur trame, sur noeud, sur croisement. Le produit de l'invention peut être aussi maintenu sur le versant par des câbles 50 tendus de nylon ou de métal, ancrés aux endroits adaptés pour répondre aux charges 51 exercées par les matériaux maintenus en contention. l Utilisation du produit en fascine ou en matelas rigidifiés Le produit de l'invention peut-être utilisé pour constituer des fascines correspondant au brevet numéro 02 1800 ou des matelas rigidifiés correspondant au brevet numéro 02 08872, propriétés tous les deux de Monsieur Henri ANDRE. REVENDICATIONS Revendication no 1: Produit d'assemblage constitué d'une natte de matériau de synthèse constitué de cordes tissées, assemblée à une feuille de matériau de synthèse nontissé, fibreux, tridimensionnelle Revendication n0 2:-Produit selon revendication n0 1 réalisé par thermosoudage Revendication n0 3: Produit selon revendication n0 1 réalisé par couture Revendication n0 4: Produit selon revendication no 1 réalisé par agrafage 10 Revendication n0 5: Produit selon revendications 1, 2, 3, 4, avec des résistances de tissages par diamètre des cordes, par densité des cordes, par écartement des mailles du tissage, en fonction de la charge à retenir. Revendication n0 6: Produit selon revendications 1, 2, 3, 4, 5, avec des capacités de filtration par densité des fibres assemblées en non-tissé, selon leur diamètre, leur densité et le pourcentage de vide, en fonction des caractéristiques du matériau à retenir et des granulométries à maintenir en contention. Revendication no 7: Utilisation du produit selon revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 pour usage en travaux publics pour contention de versants, pour soutennement par contention. Revendication n0 8: Utilisation du produit selon revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 pour usage en fabrication d'objets divers permettant de contenir des matériaux meubles. 25 Revendiction n0 9: Utilisation du produit selon revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou selon revendication 7, ou revendication 8 pour support à la mise en place de bétons projetés ou de résines de synthèse ou de tout type de matériau projeté Revendication no 10: Utilisation du produit selon revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, ou selon revendication 7, ou revendication 8, pour support à l'agrafage, la suspension, de tout produit ou matériau devant être ancré sur des matériaux meubles en pente.