Brevet FR2896520A1 — publié le 20070727

OUVRAGE DE CONSTRUCTION ET PROCEDE POUR SA REALISATION, La présente invention concerne la construction d'ouvrages de génie civil faisant appel à des techniques de remblais renforcés. Les ouvrages concernés par l'invention peuvent avoir des usages variés comme par exemple élargir des voies de circulation, étendre un espace constructible, prévenir la détérioration, l'érosion ou la chute de pierres de murs ou de parois rocheuses, ou encore créer un massif esthétique. Ils comprennent de façon générale un remblai placé verticalement ou sensiblement verticalement contre le massif ou la structure supportant la voie de circulation ou l'espace constructible ou dont la paroi se détériore. La paroi verticale à l'avant de ce remblai est constituée d'un parement connecté à la structure préexistante. Or cette structure préexistante peut avoir des caractéristiques géométriques irrégulières. Ainsi la construction d'un remblai dont le parement doit être droit et le tracé rectiligne nécessite la prise en compte des irrégularités du côté avant de la structure préexistante. En effet la largeur du remblai devra varier dans le sens de la hauteur et dans le sens de la longueur. Pour éviter cette difficulté, une solution consiste à aplanir au maximum la paroi contre laquelle le remblai va s'appuyer. Ainsi les organes connectant le parement à cette paroi seront à peu près la même longueur. Il est ensuite remédié aux imperfections résiduelles de la paroi par des ajustements pragmatiques des longueurs par des procédés empiriques qui font perdre du temps. Une autre solution consiste à prévoir des ouvertures dans les éléments de parement de manière à y faire passer les organes de connexion ancrés à la paroi de la structure préexistante. Les organes de connexion sont alors mis sous tension à l'aide de vérins puis ancrés au parement. Cette solution nécessite une manutention et un temps relativement importants et augmentent d'autant le coût de construction du remblai. -2 Un but de la présente invention est de proposer une autre solution qui permette la construction simple et rapide, et donc peu coûteuse, d'un remblai ayant un parement de forme régulière, typiquement une forme plane, à l'avant d'une paroi préexistante dont la forme peut être irrégulière. L'invention propose ainsi un ouvrage de construction érigé devant une paroi. L'ouvrage comprend un parement dressé suivant une face frontale de l'ouvrage, un remblai occupant un intervalle entre le parement et la paroi, et des organes de maintien du parement par rapport à la paroi, s'étendant dans le remblai. Selon l'invention, les organes de maintien comprennent des premiers ~o éléments de renforcement attachés à la paroi et s'étendant dans une première zone du remblai, et des seconds éléments de renforcement connectés au parement et s'étendant dans une seconde zone du remblai qui présente, avec ladite première zone, une partie commune où des efforts sont transmis entre les premiers et seconds éléments de renforcement par le matériau du remblai. 15 Le frottement entre les éléments de renforcement et le matériau du remblai assure la transmission des efforts par le matériau du remblai dans la partie commune entre les première et seconde zones. Un tel mode de transmission d'efforts a déjà été proposé dans le cas de murs de soutènement (WO2005/040506). Dans l'application considérée ici à la réalisation d'une 20 nouvelle paroi devant une paroi préexistante dont le profil peut être irrégulier, ce mode de transmission des efforts assure le maintien du parement par rapport à la paroi préexistante. Un avantage important est que la relative indépendance entre les premiers et seconds éléments de renforcement permet d'attacher les premiers 25 éléments à la paroi préexistante sans se soucier particulièrement de l'alignement relatif des points d'ancrage par rapport à un plan vertical. Les premiers éléments pénètreront suffisamment dans le remblai pour obtenir une épaisseur suffisante de la partie commune entre les première et seconde zones sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un réglage précis de leur longueur. 30 Il en résulte une grande simplification dans la mise en oeuvre du renforcement du remblai et dans la construction de l'ouvrage. -3- Dans des modes de réalisation préférés de l'ouvrage selon l'invention: le parement comprend des éléments préfabriqués dans lesquels les seconds éléments de renforcement sont en partie noyés; - ces éléments préfabriqués sont de préférence en béton, les seconds éléments de renforcement étant sous forme d'armatures synthétiques souples ayant chacune au moins une partie moulée dans le béton d'un des éléments préfabriqués; cette partie moulée de l'armature synthétique souple suit une boucle dans l'élément préfabriqué de façon à présenter deux tronçons en saillie dans la seconde zone du remblai, la boucle étant de préférence disposée dans l'élément préfabriqué de façon que les deux tronçons en saillie de l'armature synthétique souple émergent du parement dans le remblai à des positions décalées verticalement; les seconds éléments de renforcement comprennent des couches de géotextile s'étendant dans la seconde zone du remblai. De préférence, l'ouvrage comprend alors des nappes de géotextile repliées de manière à avoir chacune une partie frontale s'étendant suivant la face frontale de l'ouvrage et formant une portion du parement, et deux couches rabattues à partir de ladite partie frontale et s'étendant sensiblement horizontalement dans le remblai pour former deux des seconds éléments de renforcement; les seconds éléments de renforcement comprennent des armatures métalliques attachées au parement et s'étendant dans la seconde zone du remblai; il n'y a sensiblement aucun contact direct entre les premiers éléments de renforcement et les seconds éléments de renforcement; les premiers et/ou les seconds éléments de renforcement sont des bandes synthétiques souples; les premiers éléments de renforcement sous forme de bandes synthétiques souples sont disposés suivant des trajets en zigzag dans la première zone du remblai. -4- Un autre aspect de l'invention se rapporte à un procédé de construction d'un ouvrage devant une paroi, dans lequel on dresse un parement suivant une face frontale de l'ouvrage délimitant un volume à remblayer, et on apporte du matériau de remblai dans un intervalle entre le parement et la paroi après avoir mis en place dans ledit intervalle des organes de maintien du parement par rapport à la paroi, et on compacte le matériau de remblai. Selon l'invention, les organes de maintien comprennent des premiers éléments de renforcement attachés à la paroi et s'étendant dans une première zone du remblai, et des seconds éléments de renforcement connectés au parement et s'étendant dans une seconde zone du remblai qui présente une partie commune avec ladite première zone, de façon qu'après apport et compactage du matériau de remblai, des efforts soient transmis entre les premiers et seconds éléments de renforcement par le matériau du remblai situé dans ladite partie commune. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe latérale d'un exemple d'ouvrage selon l'invention; -la figure 2 est une vue schématique de dessus de l'ouvrage de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique en coupe latérale d'une variante de réalisation d'un ouvrage selon l'invention; - la figure 4 est une vue schématique de dessus de l'ouvrage de la figure 3; et - les figures 5 et 6 sont des vues partielles en perspective d'autres modes de réalisation d'un ouvrage selon l'invention. Les figures 1 à 5 illustrent l'application, non limitative, de l'invention à la construction d'un mur vertical rectiligne à l'avant d'un massif de terrain 1 sur lequel est construit une route 2. Le massif 1 présente une paroi de profil irrégulier sur son côté avant. La face avant de l'ouvrage comporte un parement 3, par exemple composé d'éléments préfabriqués juxtaposés 4 en béton armé. Un remblai compacté 5 comble l'intervalle entre le parement 3 et la paroi formée par le côté avant du massif 1. En référence aux figures 1 et 2, des éléments de renforcement 6, 7 sont ensevelis dans le remblai 5 pour maintenir le parement 3 par rapport au massif 1. Dans l'exemple représenté, les éléments de renforcement 6, 7 sont des éléments linéaires tels que des armatures en acier laminé ou des bandes geotextiles. Les éléments 6 sont ancrés à la paroi sur le côté avant du massif 1 au moyen d'organes d'ancrage classiques 8 tels que par exemple des chevilles à expansion, des pattes scellées ou des clous. Les éléments 7 sont fixés à l'arrière du parement 3 qui est par exemple muni d'anneaux métalliques pour les recevoir. Dans l'exemple des figures 1 et 2, les éléments de renforcement 6, 7 sont placés approximativement dans des plans horizontaux et perpendiculairement au parement 3. Les éléments 6 attachés au massif 1 renforcent le remblai 5 dans une zone Z1 qui s'étend sur plus de la moitié de la largeur de l'intervalle remblayé. De même, les éléments 7 attachés au parement 3 renforcent le remblai 5 dans une zone Z2 qui s'étend sur plus de la moitié de la largeur de l'intervalle remblayé. Ces deux zones Z1, Z2 se recouvrent ainsi dans une partie commune Z', dont l'épaisseur est prévue suffisante pour que le frottement entre les éléments 6, 7 et la cohésion du matériau du remblai 5 assurent le maintien en position du parement 3 par rapport au massif 1. Dans cette partie commune Z', le matériau du remblai 5 présente une grande résistance du fait qu'il est renforcé par les éléments 6 et 7. Il est ainsi en mesure de soutenir les efforts dus à la gravité et à l'application d'éventuelles charges à son sommet.. En fonction des dimensions de l'ouvrage, des matériaux employés et des espacements entre les éléments de renforcement 6, 7 (espacements qu'on peut diminuer au besoin), le calcul de structure permet d'évaluer une épaisseur -6- minimale à respecter pour la partie commune Z'. Les irrégularités de la paroi du massif 1 peuvent faire varier localement cette épaisseur de la zone Z', mais il est aisé de faire en sorte qu'on ne soit jamais en dessous de l'épaisseur minimale déterminée. Pour avoir une bonne maîtrise des forces de frottement, on fait de préférence en sorte qu'il n'y ait pas de contact direct entre les premiers et seconds éléments de renforcement 6, 7. Les figures 3 et 4 illustrent une variante de réalisation dans laquelle les éléments de renforcement 16, 17 sont des armatures synthétiques souples en ~o forme de bandes. A titre d'exemple, ces armatures sont des bandes de renforcement synthétiques à base de fibres de polyester telles que celles commercialisées sous la marque "Freyssissol". Dans l'exemple des figures 3 et 4, les armature en bande 16 attachées au massif sont disposés suivant des trajets en zigzag suivant des plans 15 horizontaux dans la zone Z1 du remblai 5. Les organes d'ancrage 8 sont utilisés pour fixer au massif 1 des anneaux ou crochets 9 dans lesquels on fait passer la bande qui constituera l'armature 16. Le côté avant de la bande est avancé vers le parement de façon à assurer l'épaisseur suffisante de la zone de transmission d'efforts Z'. 20 Du côté du parement 3, les armatures 17 sont en partie moulées dans le béton des éléments préfabriqués, ce qui assure leur solidarisation au parement. La partie moulée de l'armature synthétique souple 17 suit une boucle dans l'élément préfabriqué 4, et présente ainsi deux tronçons en saillie dans la zone Z2 du remblai 5. Ces deux tronçons en saillie d'une armature 17 25 émergent du parement 3 à des positions décalées verticalement. L'une des armatures 16 attachées au massif pénètre dans l'intervalle séparant les deux tronçons en saillie d'une même armature 17. Une autre des armatures 16 attachées au massif s'intercale entre le tronçon supérieur d'une armature 17 noyée dans un élément de parement 4 et le tronçon inférieur de l'armature 17 30 noyée dans l'élément de parement 4 situé juste au-dessus. 7 On appréciera que, dans le cadre de la présente invention, les agencements possibles des bandes de renforcement dans l'intervalle séparant la paroi 1 du parement 3 sont très nombreux. De même, toutes sortes de parements peuvent être utilisés: éléments préfabriqués en forme de dalle, de bloc, ..., grillage métallique, jardinière, etc. D'autre part, il est parfaitement envisageable de construire le parement 3 en le moulant in situ à partir de béton ou de ciments spéciaux en ayant soin d'y connecter les éléments de renforcement 7, 17. Les configurations tridimensionnelles retenues pour les éléments de renforcement au sein du remblai 5 peuvent également être très diverses: les motifs peuvent être autre qu'en zigzag ou en peigne; on peut trouver des éléments 6, 16 et des 7, 17 dans un même plan horizontal (en évitant de préférence les contacts entre eux); on peut avoir dans la partie commune Z' un rapport variable entre la densité des éléments 6, 16 et celle des éléments 7, 17; etc. Pour édifier un ouvrage selon l'invention, on peut par exemple procéder comme suit: a) installer les organes d'ancrage 8 sur la paroi à l'avant du massif à recouvrir; b) mettre en place une partie des éléments de parement 4 afin d'être en mesure d'apporter ensuite du matériau de remblai sur une certaine hauteur. De façon connue, le montage et le positionnement des éléments de parement peut être facilité par des organes d'assemblage placés entre eux; c) installer une couche d'éléments de renforcement 6, 16 sur le remblai déjà présent. Les éléments 6 sont attachés aux ancrages 8 dans une réalisation selon les figures 1 et 2. Dans une réalisation selon les figures 3 et 4, la bande d'armature 16 est posée en zigzag en la faisant passer dans les anneaux 9 et une légère traction est exercée au niveau de la ligne de rebroussement de la bande vers l'avant, par exemple à l'aide d'une barre disposée suivant cette ligne et autour de laquelle la bande vient se replier à chaque point de rebroussement; -8- d) apporter du matériau de remblai par-dessus la couche d'éléments de renforcement 6, 16 qui vient d'être installée, jusqu'au prochain niveau des éléments de renforcement 7, 17 sur le côté arrière des éléments de parement 4. Ce matériau de remblai est compacté au fur et à mesure de son apport; e) poser sur le remblai les éléments de renforcement 7, 17 situés audit niveau, en exerçant sur eux une légère traction; f) apporter du matériau de remblai au-dessus de ce niveau et le compacter progressivement jusqu'à atteindre le prochain niveau spécifié pour la mise en place d'éléments de renforcement 6, 16; g) répéter les étapes b) à f) jusqu'à atteindre le niveau supérieur du remblai. Un autre mode de réalisation de l'invention est illustré par la figure 5. Les éléments de parement ainsi que les éléments de renforcement qui y sont connectés, tels que précédemment décrits, sont remplacés par du géotextile. Le géotextile est disposé sur le sol ou sur une couche de matériau de remblai, puis est replié sur lui-même vers le massif de manière à recouvrir et retenir une nouvelle couche de matériau de remblai et s'étendre dans une zone du remblai Z1. Les éléments de renforcement ancrés dans le massif traversent la couche de matériau de remblai et s'étendent sur une zone Z2. Les zones Z1 et Z2 partagent une zone commune Z' permettant ainsi la transmission des efforts entre les éléments de renforcement ancrés dans le massif et les couches de géotextile 27 par le matériau de remblai situé dans cette zone commune. Chaque nappe de géotextile 30 repliée sur elle-même présente ainsi une partie frontale 24 s'étendant suivant la face frontale de l'ouvrage et formant une portion du parement 23. A partir de cette partie frontale 24, les deux couches rabattues 27 s'étendent horizontalement dans la seconde zone Z2 du remblai pour former deux éléments de renforcement pour le maintien du parement. Dans la réalisation avantageuse illustrée par la figure 6, le parement 33 est réalisé en treillis métallique soudé, et les éléments de renforcement 37 -9- consistent en des armatures métalliques sous forme de bandes d'acier laminé. En variante, ces armatures 37 pourraient être remplacées par des bandes de treillis soudé. Le remblai peut ne pas être homogène entre la paroi 31 et le parement 33. 11 peut par exemple comprendre des pierres sur le côté avant, retenues par le treillis et conférant un aspect esthétique à l'ouvrage terminé, et du sable ou autre matériau de remplissage entre la paroi et la couche de pierres. En variante, le sable peut s'étendre jusqu'au parement en treillis métallique 37 en étant maintenu en place par un géotextile placé sur le côté arrière de celui-ci. 1G La figure 6 montre également que la paroi préexistante 31, sur laquelle l'ouvrage est adossé, peut ne pas consister en un massif de terrain, mais aussi en une structure artificielle, par exemple maçonnée ou en béton. REVENDICATIONS 1. Ouvrage de construction, érigé devant une paroi préexistante (1; 31), l'ouvrage comprenant un parement (3; 23; 33) dressé suivant une face frontale de l'ouvrage, un remblai (5) occupant un intervalle entre le parement et la paroi, et des moyens (6, 7; 16, 17; 27; 37) de maintien du parement par rapport à la paroi, s'étendant dans le remblai, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent des premiers éléments de renforcement (6; 16) attachés à la paroi (1; 31) et s'étendant dans une première zone du remblai (Z1), et des seconds éléments de renforcement (7; 17; 27; 37) connectés au parement (3; 23; 33) et s'étendant dans une seconde zone du remblai (Z2) qui présente, avec ladite première zone, une partie commune (Z') où des efforts sont transmis entre les premiers et seconds éléments de renforcement par le matériau du remblai. 2. Ouvrage selon la revendication 1, dans lequel le parement (3) comprend des éléments préfabriqués (4) dans lesquels les seconds éléments de renforcement (17) sont en partie noyés. 3. Ouvrage selon la revendication 2, dans lequel les éléments préfabriqués (4) sont en béton et les seconds éléments de renforcement sont des armatures synthétiques souples (17) ayant chacune au moins une partie moulée dans le béton d'un des éléments préfabriqués. 4. Ouvrage selon la revendication 3, dans lequel la partie moulée de l'armature synthétique souple (17) suit une boucle dans l'élément préfabriqué (4) de façon à présenter deux tronçons en saillie dans la seconde zone du remblai (Z2). 5. Ouvrage selon la revendication 4, dans lequel la boucle est disposée dans l'élément préfabriqué (4) de façon que les deux tronçons en saillie de l'armature synthétique souple (17) émergent du parement (3) dans le remblai (5) à des positions décalées verticalement.-11- 6. Ouvrage selon la revendication 1, dans lequel les seconds éléments de renforcement comprennent des couches de géotextile (27) s'étendant dans la seconde zone du remblai (Z2). 7. Ouvrage selon la revendication 6, comprenant des nappes de géotextile (30) repliées de manière à avoir chacune une partie frontale (24) s'étendant suivant la face frontale de l'ouvrage et formant une portion du parement (23), et deux couches (27) rabattues à partir de ladite partie frontale et s'étendant sensiblement horizontalement dans le remblai (5) pour former deux des seconds éléments de renforcement. 8. Ouvrage selon la revendication 1, dans lequel les seconds éléments de renforcement comprennent des armatures métalliques (37) attachées au parement (33) et s'étendant dans la seconde zone du remblai (Z2). 9. Ouvrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel il n'y a sensiblement aucun contact direct entre les premiers 15 éléments de renforcement (6; 16) et les seconds éléments de renforcement (7; 17; 27; 37). 10. Ouvrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premiers éléments de renforcement comprennent des bandes synthétiques souples (16). 20 11. Ouvrage selon la revendication 10, dans lequel les bandes synthétiques souples (16) sont disposées suivant des trajets en zigzag dans la première zone du remblai (Z1). 12. Ouvrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et 9 à 11, dans lequel les seconds éléments de renforcement comprennent des bandes 25 synthétiques souples (17). 13. Ouvrage selon l'une quelconque des revendications 1 et 8 à 12, dans lequel le parement comprend un treillis métallique (33).-12- 14. Procédé de construction d'un ouvrage devant une paroi préexistante (1; 31), dans lequel on dresse un parement (3; 23; 33) suivant une face frontale de l'ouvrage délimitant un volume à remblayer, et on apporte du matériau de remblai (5) dans un intervalle entre le parement et la paroi après avoir mis en place dans ledit intervalle des moyens (6, 7; 16, 17; 27) de maintien du parement par rapport à la paroi, et on compacte le matériau de remblai, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent des premiers éléments de renforcement (6; 16) attachés à la paroi (1; 31) et s'étendant dans une première zone du remblai (Z1), et des seconds éléments de renforcement ~o (7; 17; 27) connectés au parement (3; 23) et s'étendant dans une seconde zone du remblai (Z2) qui présente une partie commune (Z') avec ladite première zone, de façon qu'après apport et compactage du matériau de remblai (5), des efforts soient transmis entre les premiers et seconds éléments de renforcement par le matériau du remblai situé dans ladite partie commune.