Brevet FR2863633A1 — publié le 20050617

L'invention est relative à un dispositif d'ancrage dans le sol par vissage d'au moins une tige munie d'un ou de plusieurs disques hélicoïdaux. On connaît des dispositifs d'ancrage dans le sol, de structures terrestres ou de structures sous-marines, constitués d'une tige comportant un moyen d'accrochage tel que un oeillet, et munie de disques hélicoïdaux qui permettent son vissage dans le sol. Ces dispositifs d'ancrage dans le sol qui permettent de reprendre des efforts de traction ou de pression longitudinaux très importants présentent l'avantage de pouvoir être mis en place facilement et enlevés également facilement. Cependant, ils présentent l'inconvénient de 1 o résister moins bien à des efforts de traction latéraux. En effet, pour reprendre les efforts de traction latéraux, ou efforts de cisaillement, on dispose sur la partie haute de la tige un plateau de stabilisation soudé, qui est positionné au niveau du sol une fois que l'ancre est posée. Cette solution présente l'inconvénient de créer une zone locale de fragilité notamment au niveau de la soudure du plateau sur la tige. En outre, lorsque l'ancre est soumise à des efforts horizontaux importants, ces efforts sont repris essentiellement par la tige, ce qui engendre des risques de flambage importants. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif d'ancrage permettant de reprendre des efforts de cisaillement de plusieurs dizaines de tonnes sans créer de nouvelles zones de fragilité ou de contrainte au niveau de l'ancre. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'ancrage dans un sol du type comprenant au moins une tige destinée à pénétrer dans le sol, comportant dans sa partie inférieure au moins un disque hélicoïdale de vissage dans le sol et de reprise d'efforts d'ancrage longitudinaux, et au moins un moyen d'attache, comprenant, en outre, au moins un moyen de reprise d'efforts d'ancrage latéraux. Un moyen de reprise d'efforts d'ancrage latéraux est, par exemple, un manchon destiné à s'emmancher sur une tige du dispositif d'ancrage et 3o comportant au moins une ailette s'étendant longitudinalement et radialement par rapport au manchon. De préférence, l'arrête inférieure de l'au moins une ailette est biseautée. De préférence également, au moins une ailette comporte dans sa partie supérieure un moyen d'accrochage qui peut être, par exemple un trou. De préférence, le manchon comporte quatre ailettes formant un croisillon, et les longueurs des ailettes peuvent être adaptées pour pouvoir coopérer avec un disque hélocoïdal. Au moins un moyen d'attache est par exemple un oeillet vissé sur une tige et le dispositif peut comprendre en outre au moins une plaque d'appui disposé à la partie supérieure d'une tige. Le dispositif peut également comprendre une pluralité de tiges munies de disques hélicoïdaux, et le moyen de reprise d'efforts d'ancrage lo latéraux peut être une platine fixée aux parties supérieures des tiges et comporte au moins une lame destinée à pénétrer perpendiculairement dans le sol. Au moins un moyen d'attache peut alors être un oeillet fixé sur la platine. L'invention va maintenant être décrite plus en détails mais de façon non limitative en regard des figures annexées et dans lesquelles: - la figure 1 est une vue éclatée d'un dispositif d'ancrage à vis comportant un manchon de stabilisation horizontale, - la figure 2 représente un manchon de stabilisation horizontale d'une ancre à vis, - la figure 3 représente une ancre à vis comportant un manchon de stabilisation implantée dans un sol, - la figure 4 représente un dispositif d'ancrage comprenant deux ancres à vis munies de manchons de stabilisation, et destiné à retenir une bouée, - la figure 5 est un dispositif d'ancrage comportant quatre ancres à vis et un plateau de stabilisation horizontale. Le dispositif d'ancrage représenté à la figure 1 comprend une tige 1, munie de deux disque 2 de forme hélicoïdale, soudés sur la tige et disposés l'un à l'une des extrémités de la tige, l'autre à mis longueur de la tige, de façon à constituer une vis qui peut se visser dans un sol. La tige 1 est filetée au moins à son extrémité supérieure 10 de façon à pouvoir recevoir un oeillet 3 comportant un embout fileté. Le dispositif d'ancrage comporte également un manchon repéré généralement par 5 constitué d'un tube 6 pouvant s'emmancher sur la partie 2863633 3 supérieure 11 de la tige 1 comprise entre l'extrémité de la tige et le disque hélicoïdal disposé à mi-longueur de la tige, et sur lequel sont soudées des ailettes 7 s'étendant longitudinalement et radialement par rapport au tube 6, de façon à ce que l'axe du tube 6 soit parallèle au plan des ailettes 7. Les extrémités 8 des ailettes sont biseautées de façon à pouvoir pénétrer facilement dans le sol. Au moins une ailette comporte dans sa partie supérieure un trou 9 constituant un moyen d'accrochage pour pouvoir extraire le manchon. La longueur du manchon 5 est inférieure à la longueur de la partie 11 de la tige 1 destinée à recevoir le manchon et à l'extrémité 10 de laquelle sera fixé l'oeillet vissable 3, de façon à permettre un vissage suffisant de l'oeillet lorsque le manchon est en place; l'ceillet 3 venant en appui sur l'extrémité du manchon 5 par l'intermédiaire d'une rondelle 4. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le manchon 5 comporte quatre ailettes 7 (trois seulement sont visibles sur la figure), les quatre ailettes sont disposées en croix de façon à former un croisillon. Ces quatre ailettes ont toutes la même longueur. Dans un mode de réalisation préféré, représenté à la figure 2, le manchon 15 comporte un tube 16 et quatre ailettes 17A, 17B, 17C, 17D dont les parties inférieures 18A, 18B, 18C, 18D sont biseautées. Deux ailettes comportent dans leurs parties supérieures des moyens d'accrochage constitués par des trous 19A et 19C. Dans ce mode de réalisation particulier les longueurs des différentes ailettes sont ajustées de façon à ce que les parties inférieures 18A, 18B, 18C et 18D des ailettes puissent coopérer avec un disque hélicoïdale 2, comme cela est représenté à la figure 3, c'est-à-dire, puissent venir en appui sur une surface hélicoïdale. Dans ce mode de réalisation et afin de pouvoir positionner le manchon convenablement par rapport au disque hélicoïdal 2 porté par la tige 1, l'extrémité 10 de la partie supérieure de la tige 1 comporte un repère qui permet de déterminer l'orientation du disque hélicoïdal et ainsi d'orienter en conséquence le manchon au moment du montage. A la figure 3, on a représenté un moyen d'ancrage disposé dans le sol. Ce moyen d'ancrage comporte une tige 1, munie de deux disques hélicoïdaux 2, qui est d'abord disposé dans le sol par vissage par des techniques connues en elles-mêmes par l'homme du métier. La tige 1 est enfoncée dans le sol de façon à assurer un ancrage suffisant, et de telle sorte que son extrémité supérieure dépasse suffisamment de façon à pouvoir ultérieurement disposer par vissage l'oeillet 3. Une fois la tige 1 vissée dans le sol, le manchon 15 est disposé au-dessus et enfoncé dans le sol à coups de masse jusqu'à ce que les extrémités inférieures de ses ailettes, viennent coopérer avec un disque hélicoïdal 2. Lorsque le manchon 15 est en position, on dispose sur l'extrémité supérieure de la tige une plaque ou une rondelle 4, puis on visse l'oeillet 3. Le dispositif d'ancrage ainsi implanté dans le sol est tel que les efforts de traction ou de compression longitudinaux, c'est-à-dire parallèles à la tige 1, sont repris par les disque hélicoïdaux 2; les efforts maximum pouvant être repris par l'ancre étant fonction des diamètres des disques hélicoïdaux, du nombre de disques hélicoïdaux, de la distance entre deux disques hélicoïdaux et enfin de la nature du terrain. Les efforts latéraux, ayant une composante perpendiculaire à la tige 1, c'est-à-dire, en général parallèle au sol, sont repris par le manchon 15 dont les ailettes forment des surfaces d'appui à l'intérieur du sol. Les efforts latéraux qui peuvent être repris sont alors fonction de la surface des ailettes et de la nature du sol. Comme cela est représenté à la figure 4, le dispositif d'ancrage selon l'invention peut comporter une ou plusieurs tiges munies de disques hélicoïdaux. L'exemple représenté à la figure 4, est celui d'un dispositif d'ancrage d'une bouée, non représentée, reliée à une chaîne au lest 21, lequel lest est relié par deux portions de chaînes 20 et 20' aux oeillets 3 et 3' fixés aux extrémités des tiges 1 et 1' munies de disque 2 et 2' et sur lequel sont emmanchés les manchons 15 et 15'. Ce dispositif d'ancrage permet de reprendre des efforts verticaux et des efforts latéraux très importants mêmes lorsque les ancres sont disposées dans un fond marin sablonneux. Dans l'exemple représenté, le dispositif d'ancrage comporte deux tiges munies de disques hélicoïdaux, mais le dispositif selon l'invention peut comporter un nombre plus important de tiges munies de disque hélicoïdaux, le nombre de tiges à mettre en place est fonction de l'utilisation envisagée et de la nature des sols dans lequel le dispositif d'ancrage est implanté. Dans un autre mode de réalisation représenté à la figure 5, le dispositif 2863633 5 d'ancrage comprend quatre tiges 1A, 1B, 1C et 1 D munies de disques hélicoïdaux 2A, 2B, 2C et 2D, disposées aux quatre coins d'un rectangle. Le dispositif d'accrochage et de reprise d'efforts latéraux est constitué d'une platine repérée généralement par 20, de forme rectangulaire, comportant des bras diagonaux 22 et 22', et des bras latéraux 24 formant les quatre côtés du rectangle. Les bras diagonaux 22 et 22' comportent des lames 23 et 23' et les bras latéraux 24 comportant des lames 25 destinées à pénétrer dans le sol et à reprendre les efforts latéraux. Au centre du croisillon formé par les bras diagonaux 22 et 22', la platine 20 comporte un oeillet de fixation 27. Cette 1 o platine 20 est disposée sur les quatre tiges 1A, I B, 1C et ID, qui passent à travers des trous 21A, 21B, 21C et 21D disposés aux quatre coins de la platine 20. Enfin la platine 20 est fixée aux quatre tiges par l'intermédiaire d'écrous 26 (un seul est représenté sur la figure), ces écrous 26 étant vissés sur la partie d'extrémité supérieure des tiges 1A, 1B, 1C et ID. Comme dans le cas précédent, pour mettre en place le dispositif d'ancrage, on enfonce dans le sol par vissage les quatre tiges munies de disques hélicoïdaux, de façon à ce que les extrémités supérieures des tiges dépassent du sol. Puis, on dispose la platine de façon à ce que les tiges passent à travers les trous disposés aux quatre coins et à ce que les lames verticales pénètrent dans le sol, puis on fixe la platine par des écrous vissés sur les extrémités des tiges. Comme on le comprendra aisément, le principe de l'invention consiste en un dispositif d'ancrage dans un sol comprenant une ou plusieurs tiges munies de disques hélicoïdaux destinées à être vissées dans le sol, et un dispositif coopérant avec la ou les tiges, comportant des lames s'enfonçant dans le sol de façon à pouvoir reprendre des efforts latéraux, c'est-à-dire perpendiculaires aux tiges et à la surface des lames qui pénètrent dans le sol; Le dispositif comportant des lames étant mobile par rapport aux tiges, de façon à permettre le vissage des tiges dans le sol. L'homme du métier comprendra que les dispositifs décrits ne sont donnés qu'à titre d'exemple et que tout dispositif comportant au moins une tige filetée munie d'au moins un disque hélicoïdal et au moins un dispositif comportant une lame s'enfonçant perpendiculairement dans le sol, fait parti de l'invention. 6 Revendications 1. Dispositif d'ancrage dans un sol du type comprenant au moins une tige (1; 1' ; 1A, 1B, 1C, ID) destinée à pénétrer dans le sol comportant dans sa partie inférieure au moins un disque hélicoïdal (2; 2' ; 2A, 2B, 2C, 2D) de vissage dans le sol et de reprise d'efforts d'ancrage longitudinaux, et au moins un moyen d'attache (3; 3' ; 27) caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen de reprise d'efforts d'ancrage latéraux (5; 15; 15' ; 20). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un moyen de reprise d'efforts d'ancrage latéraux est un manchon (15; 15') destiné à s'emmancher sur une tige (5; 15) d'un dispositif d'ancrage et comportant au moins une ailette (7; 17A; 17B; 17C; 17D) s'étendant longitudinalement et radialement par rapport au manchon. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arrête (8; 18A; 18B; 18C; 18D) inférieure de l'au moins une ailette est biseautée. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins une ailette (7; 17A; 17C) comporte dans sa partie supérieure un moyen d'accrochage. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'accrochage est un trou (9; 19A; 19C). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que le manchon (5; 15; 15') comporte quatre ailettes formant un croisillon. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les longueurs des ailettes (17A, 17B, 17C, 17D) du manchon (15) sont adaptées pour pouvoir coopérer avec un disque hélocoïdal. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 3o caractérisé en ce que au moins un moyen d'attache est un oeillet (3) vissé sur une tige (1). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une plaque d'appui (4) disposée à la partie supérieure d'une tige (1). 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de tiges (1A, 1B, 1C, ID) munies de disques hélicoïdaux (2A, 2B, 2C, 2D), et en ce que le moyen de reprise d'efforts d'ancrage latéraux est une platine (20) fixée aux partie supérieures des tiges et comportant au moins une lame (23, 23', 25) destinée à pénétrer perpendiculairement dans le sol. 11. Dispositif selon la revendication 10 caractérisé en ce que au moins un moyen d'attache est un oeillet (27) fixé sur la platine (20).