Brevet FR2903712A1 — publié le 20080118

-1- ÉLÉMENT INDIVIDUEL DE CONSTRUCTION POUR OUVRAGE DE GÉNIE CIVIL La présente invention concerne un élément individuel de construction, de type gabion, destiné à la réalisation d'ouvrages dans le domaine du génie civil et des travaux publics. L'invention se rapporte également à un ouvrage de génie civil réalisé à partir d'éléments individuels de construction. De plus en plus de techniques de construction dans le domaine du génie civil et des travaux publics font utilisation d'unités ou éléments individuels de construction. Ces éléments individuels sont utilisés pour former des parois de soutènement, des murs anti-bruits, des piles de ponts, des merlons de protection contre des chutes de pierres, des éboulements et des glissements de terrains, des ouvrages de protections dans le domaine militaire ou des ouvrages de renforcements de voies de circulation, de berges de canaux, rivières, fleuves et bords de mer, et d'autres encore. D'une manière générale, ces éléments individuels sont réalisés à partir de gabions. Les dimensions de ces gabions peuvent être très variables, en fonction de la taille de l'ouvrage. Ces gabions sont remplis avec des matériaux, tels que des pierres, des cailloux concassés, des matériaux à propriétés élastoplastiques, tels que des pneus, et d'autres encore. Les gabions sont constitués d'une cage qui forme un contenant prenant une forme parallélépipédique bien connue. Le parallélépipède présente un fond, quatre faces latérales verticales se déployant vers le haut à partir du fond et un couvercle supérieur horizontal, refermant le contenant une fois rempli par le matériau. Ces cages de gabions sont réalisés avec du grillage double torsion, des treillis soudés ou encore des barres de renfort en acier, utilisés indépendamment ou associés. Dans un premier cas de figure, les cages de gabions sont livrées sur le chantier de génie civil et de travaux publics, avec leurs faces latérales, leur fond et leur couvercle en pièces séparées. Dans un deuxième cas de figure, les cages de gabions sont livrées sur le chantier de génie civil et de travaux publics, avec leurs faces latérales, leur fond, voire leur couvercle, qui sont préassemblés. Dans le premier cas, les gabions exigent une étape de montage complet par assemblage des pièces séparées. Dans le deuxième cas, 2903712 -2- les gabions exigent une étape de dépliage, pour passer de l'état de départ à plat à l'état de contenant prêt à être rempli de matériaux. Dans les deux cas précités, les gabions sont ensuite assemblés entre eux dans l'ouvrage. Si le montage ou le dépliage se révèlent être des étapes rapidement réalisables, le 5 remplissage avec des matériaux prend du temps et doit être réalisé avec soin, par couches successives et avec vibro-compactage. La norme NF-P 94 325 Partie 1 impose les règles de l'art en matière de montage, d'assemblage et de remplissage des gabions. En effet, la stabilité du gabion, et ainsi de l'ouvrage formé avec ces gabions, dépend de la façon dont les matériaux ont été choisis, puis placés à l'intérieur de ce 10 contenant. De plus, des quantités importantes de matériaux nécessaires pour le remplissage doivent être présentes ou envoyées sur le chantier de l'ouvrage. Pour améliorer l'installation sur le chantier et accroître les vitesses de réalisation, ainsi que faciliter la pose en zone exiguë, certains fabricants ont proposés sur le marché des gabions pré-remplis. 15 Etat de la technique On connaît par exemple d'après les documents EP- 1.186.719 et EP- 1.505.211 un gabion constitué de pièces planes, fond, faces latérales et couvercle, reliées les unes aux autres. Ces pièces planes sont réalisées à partir de treillis soudés. Le gabion ainsi formé 20 conserve sa forme à l'état rempli, lorsqu'il est soulevé, transporté et mis en place sur le chantier. Un tel gabion présente cependant le premier inconvénient de présenter des risques importants de rupture, au niveau du fond et au niveau des zones d'assemblage, entre les quatre bords du fond et le bord inférieur de chacune des quatre faces latérales. 25 Un deuxième inconvénient du gabion est d'avoir un poids à vide relativement important, par exemple en raison du diamètre des fils du treillis qui est calculé pour obtenir une résistance suffisante. Les faces et le fond du gabion rempli ne doivent en effet ni se déformer ni rompre lors des phases de manutention et de transport. Un gabion avec un volume de contenant sensiblement égal à 1 m3 présente une masse d'environ 30 1,7 t. De plus, ces gabions sont coûteux à réaliser. Beaucoup d'ouvrages réalisés avec des gabions doivent présenter des caractéristiques de souplesse importante compte tenu de l'environnement de la construction, notamment en ce qui concerne les ouvrages hydrauliques, ou ceux réalisés 2903712 -3 sur sols compressibles. Or, les gabions en treillis soudés ne présentent pas ces caractéristiques de souplesse. Par ailleurs, le treillis soudé est très rigide, ce qui peut poser des problèmes lorsque l'on souhaite assembler des éléments entre eux pour constituer un ouvrage monolithique. 5 Exposé de l'invention Un problème principal que se propose de résoudre l'invention consiste à mettre au point un élément individuel de construction, de type gabion, qui soit préfabriqué et prérempli de matériaux, avant d'être livré et monté sur un chantier. Un deuxième 10 problème est celui de prévoir un élément individuel de construction possédant des moyens pour améliorer sa résistance au transport et à la manutention à l'état rempli. Un troisième problème est celui de réaliser un élément individuel de construction en grillage double torsion, qui soit simultanément, résistant à la charge, non fortement déformable mais suffisamment souple, et pouvant être facilement manutentionné. Un 15 quatrième problème est de rajouter à un élément individuel de construction des moyens de manutention, des moyens de renfort et des moyens de protection lors du remplissage. Un cinquième problème est de concevoir un ouvrage réalisé à partir d'éléments individuels de construction préremplis, dont les gabions qui le constituent sont assemblés entre eux sans détériorer les cages. 20 L'invention concerne donc un élément individuel de construction pour la réalisation d'un ouvrage de génie civil, formant un contenant apte à recevoir un matériau de remplissage. Le contenant est délimité par une enveloppe extérieure, sensiblement parallélépipédique, présentant un fond horizontal, quatre faces latérales 25 verticales et un couvercle supérieur horizontal. Conformément à un premier aspect de la présente invention, l'élément individuel de construction est caractérisé en ce que le fond horizontal possède : une première paroi inférieure ; et 30 - une deuxième paroi supérieure, superposée à la première paroi inférieure et pouvant être intercalée entre la première paroi inférieure et le matériau de remplissage. 2903712 -4-Autrement dit, l'élément individuel de construction possède un double fond ou une base double, ce qui améliore considérablement sa résistance aux forces exercée par la masse du matériau placé à l'intérieur. Le fond du contenant reprend l'ensemble des forces s'exerçant principalement lorsque l'élément de construction rempli ne repose 5 plus sur le sol, lors de sa manutention. Par voie de conséquence, l'avantage supplémentaire d'une telle superposition de deux fonds est de permettre une réduction des caractéristiques de résistance de chacun des fonds pris isolément, tout en améliorant les caractéristiques de résistance globales du contenant rempli. L'enveloppe extérieure peut être avantageusement formée par l'emboîtage et la 10 solidarisation d'un premier agencement avec un deuxième agencement. Le premier agencement peut présenter deux portions, aptes à former deux des faces latérales verticales, celles-ci pouvant être reliées par une troisième portion intermédiaire, apte à former la première paroi inférieure du fond horizontal. Le deuxième agencement peut présenter deux portions, aptes à former deux autres des faces latérales verticales, celles- 15 ci pouvant être reliées par une troisième portion intermédiaire, apte à former la deuxième paroi supérieure du fond horizontal. Les deux faces latérales verticales du premier agencement peuvent être parallèles entre-elles. De manière analogue, les deux faces latérales verticales du deuxième agencement peuvent être parallèles entre-elles. De préférence, le premier agencement et 20 le deuxième agencement peuvent alors être en forme de U. Grâce au U constitué, les efforts s'exerçant sur le contenant sont répartis de manière homogène sur les faces latérales en continuité avec les fonds. De manière avantageuse, l'enveloppe extérieure peut être constituée par une cage d'un gabion métallique. Le premier et le deuxième agencement peuvent être réalisés à 25 partir de nappes de grillage double torsion, des treillis soudés ou des barres de renfort en acier. Le grillage double torsion peut être choisi comme étant un mode de réalisation particulièrement intéressant. Selon les cas, les deux agencements associés peuvent être de même nature, ou peuvent être de conceptions combinées. Ainsi, il est possible de réaliser une cage à partir de deux agencements à base de grillage double torsion, mais 30 aussi, en combinant un agencement en grillage double torsion avec un agencement en treillis soudé. Les gabions réalisés en grillage double torsions possèdent une maille sensiblement hexagonale formée par l'enroulement en spirale d'un fil métallique avec le fil 2903712 -5 métallique immédiatement adjacent. De manière particulièrement favorable, la première paroi inférieure du fond horizontal peut comprendre un grillage double torsion possédant des mailles orientées perpendiculairement aux mailles d'un grillage double torsion de la deuxième paroi supérieure du fond horizontal. De ce fait, les efforts de 5 traction s'exerçant dans un premier sens sont repris par les mailles de l'un des fonds et les efforts de traction s'exerçant dans un deuxième sens, perpendiculaire au premier sont repris par les mailles de l'autre des fonds. L'élément de construction peut comprendre au moins une paroi de séparation transversale verticale, se déployant entre deux des quatre faces latérales verticales, de 10 façon à former au moins deux volumes distincts. Avec cette solution, un même contenant peut comprendre une multiplicité de volumes. Pour assurer un renforcement du contenant, l'élément de construction peut comprendre au moins un tirant transversal, destiné à relier entre-elles deux des quatre faces latérales verticales. 15 L'élément de construction peut comprendre des moyens de manutention, formés par une pièce rigide, insérée entre la première paroi inférieure du fond horizontal et la deuxième paroi supérieure du fond horizontal, et par une pièce souple coopérant avec la pièce rigide et apte à traverser sensiblement verticalement le matériau de remplissage. 20 Conformément à un autre aspect de l'invention, un ouvrage de génie civil est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément individuel de construction, présentant une ou plusieurs des caractéristiques techniques décrites ci-dessus. Description sommaire des figures 25 L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : - la Figure 1 représente une vue en perspective éclatée d'un élément individuel de construction selon une première forme de réalisation conformément à l'invention ; 30 - la Figure 2 représente une vue en perspective éclatée d'un élément individuel de construction selon une deuxième forme de réalisation conformément à l'invention ; 2903712 - 6 - la Figure 3 représente une vue en perspective de l'élément assemblé selon la deuxième forme de réalisation de la Figure 2 ; - la Figure 4 représente une vue agrandie du fond d'un élément ; - la Figure 5 représente une vue en perspective partielle d'un élément, muni des 5 moyens de protection amovibles utilisés lors du remplissage, des moyens de renfort et d'une paroi de séparation transversale verticale ; et - la Figure 6 représente une vue en perspective partielle des moyens de manutention insérés dans l'élément individuel. 10 Description détaillée de l'invention Comme l'illustrent les Figures 1 et 3, un élément individuel de construction (1) est destiné à réaliser un ouvrage de génie civil ou de travaux public. Cet élément (1) est rempli de matériaux de remplissage. Cet élément (1) se présente sous la forme d'un gabion sensiblement parallélépipédique. 15 Le gabion comprend un contenant sous la forme d'une cage métallique extérieure (2), conçue pour recevoir les matériaux. La cage (2) est réalisée par exemple, en grillage double torsion (voir également Figure 4). La cage (2) comprend un fond (3) et quatre faces latérales (4). Chacune des faces latérales (5) est constituée par un panneau (5). Selon l'invention, le fond (3) possède une première paroi inférieure (6) et une 20 deuxième paroi supérieure (7). La deuxième paroi supérieure (7) est posée sur et entre directement en contact avec la première paroi inférieure (6). Dans une première forme de réalisation (voir Figure 1), les quatre panneaux (5) constituant les quatre faces latérales (4) sont solidarisées (Flèches A en Figure 1) par leurs bords communs à la première paroi inférieure (6) ou à la deuxième paroi 25 supérieure (7). La première paroi inférieure (6) est ensuite solidarisée à la deuxième paroi supérieure (7). Dans une deuxième forme de réalisation (voir Figure 2), deux agencements (8) sont emboîtés l'un dans l'autre (Flèche F en Figure 2). Les deux agencements (8) sont ensuite solidarisés entre eux. 30 Ces deux agencements (8) présentent en vue latérale une forme de U. Chacun des agencements (8) possède ainsi une première portion (9) formant une première face latérale (4), une deuxième portion (9) formant une deuxième face latérale (4) et une 2903712 -7- portion intermédiaire (11) formant la première paroi inférieure (6) du fond (3). Les première et deuxième portions (9) sont opposées et parallèles entre-elles. Les deux U (8) s'insèrent l'un dans l'autre, de façon à constituer la cage (2). L'assemblage conduit à ce que les portions intermédiaires (11) des deux agencements 5 (8) constituent respectivement la première paroi inférieure (6) et la deuxième paroi supérieure (7). Comme cela est visible dans les Figures 1, 2 et 4, les panneaux (5), la première paroi inférieure (6), la deuxième paroi supérieure (7) et les agencements (8) avec leur portion (9 et 11) sont réalisés à partir de grillage double torsion (12). De part sa 10 structure intrinsèque, le grillage double torsion (12) possède une maille hexagonale répétitive (13). L'ensemble des mailles (13) présentent une direction de résistance préférentielle (Flèche R en Figure 4), orientée selon les segments (14) formés par la torsion des fils métalliques constitutifs. La première paroi inférieure (6) et la deuxième paroi supérieure (7) formant le 15 fond (3) de la première forme de réalisation (Figure 1) sont assemblées entreelles de façon à présenter, de manière intéressante, des mailles (13) à direction de résistance préférentielle (R), perpendiculaire l'une par rapport à l'autre. En étant positionnées à angle droit, la conjonction des mailles (13) de la première paroi inférieure (6) et de la deuxième paroi supérieure (7) accroissent la résistance du fond obtenu (3). 20 Les deux portions intermédiaires (11) de chacun des agencements (8) aptes à former le fond (3) de la deuxième forme de réalisation (Figure 2) sont assemblées entre-elles de façon à présenter, de manière intéressante, des mailles (13) à direction de résistance préférentielle (R), perpendiculaire l'une par rapport à l'autre. En étant positionnées à angle droit, la conjonction des mailles (13) de la portion intermédiaire 25 (11) de l'agencement en U (8) et de l'autre agencement en U (8) accroissent la résistance du fond obtenu (3). Dans la deuxième forme de réalisation (Figure 2), la première portion (9), la deuxième portion (9) et la portion intermédiaire (11) de chacun des deux agencements (8) présentent des mailles (13) toutes orientées dans la même direction. La direction de 30 résistance préférentielle (R) des mailles (13) de la première portion (9) et de la deuxième portion (9) est orientée vers le haut, lorsque la cage (2) est assemblée. De ce fait, en raison du poids du gabion remplis (1), les forces agissant sur le fond (3) sont réparties de manière homogène sur chacune des faces latérales (4). 2903712 -8 La cage (2) est fermée (voir Figures 2 et 3) par un couvercle (15). Pour assurer un renforcement des gabions (1), la cage (2) comprend (voir Figure 5) un diaphragme ou paroi intermédiaire verticale (16). Celle-ci sépare transversalement la cage (2) en deux compartiments ou volumes distincts (17). Cette 5 paroi intermédiaire (16) s'étend entre deux des quatre faces latérales (4), de préférence entre les faces latérales opposées. La paroi intermédiaire (16) est réalisée en grillage double torsion. Pour assurer un renforcement des gabions (1), la cage (2) comprend (voir Figure 6) deux tirants transversaux (18). Ces tirants (18) sont formés par des tiges 10 métalliques, munies d'un crochet à leurs extrémités, de façon à pouvoir s'accrocher au grillage double torsion des faces (4). Les tirants (18) se déploient entre deux des quatre faces latérales (4), de préférence entre les faces latérales opposées. Ainsi, d'autres tirants (non représentés) peuvent s'étendre longitudinalement, perpendiculairement aux tirants transversaux. 15 Pour assurer la manutention de la cage (2), puis du gabion rempli (1), des moyens de manutention (19) ont été prévus (voir Figure 7). Ces moyens (19) comprennent une première pièce rigide, par exemple une barre (21) de 30 mm de diamètre pour 600 mm de long. La barre (21) est insérée dans le fond (3) de la cage (2) entre la première paroi inférieure (6) et la deuxième paroi supérieure (7). 20 Les moyens de manutention (19) comprennent également une pièce souple, par exemple une sangle de levage (22). La sangle (22) est maintenue à la verticale par des moyens de tension, lors de l'opération de remplissage de la cage (2). La sangle (22) traverse le matériau de remplissage à peu près à la verticale reste à demeure dans le gabion (1). 25 La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications. REVENDICATIONS 1. Elément individuel de construction pour la réalisation d'un ouvrage de génie civil, formant un contenant (2) apte à recevoir un matériau de remplissage, délimité par une enveloppe extérieure, sensiblement parallélépipédique, présentant un fond horizontal (3), quatre faces latérales verticales (4) et un couvercle supérieur horizontal (15), caractérisé en ce que le fond horizontal (3) possède : - une première paroi inférieure (6) ; et - une deuxième paroi supérieure (7), superposée à la première paroi inférieure (6) et pouvant être intercalée entre ladite première paroi inférieure (6) et le matériau de remplissage. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure est formée par l'emboîtage et la solidarisation : - d'un premier agencement (8) présentant deux portions (9) formant deux des faces latérales verticales (4), reliées par une troisième portion intermédiaire (11) formant la première paroi inférieure (6) du fond horizontal (3) ; avec - un deuxième agencement (8) présentant deux portions (9) formant deux autres des faces latérales verticales (4), reliées par une troisième portion intermédiaire (11) formant la deuxième paroi supérieure (7) du fond horizontal (3). 3. Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux faces latérales verticales (4) du premier agencement (8) sont parallèles entre-elles et les deux faces latérales verticales (4) du deuxième agencement (8) sont parallèles entre-elles, le premier agencement (8) et le deuxième agencement (8) étant en forme de U. 4. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure est constituée par une cage d'un gabion métallique. 2903712 -10- 5. Elément selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le premier et le deuxième agencement (8) sont réalisés, de manière unique ou combinée, à partir de nappes de grillage double torsion (12), des treillis soudés ou des barres de renfort en acier. 5 6. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première paroi inférieure (6) du fond horizontal (3) comprend un grillage double torsion (12) possédant des mailles (13) orientées perpendiculairement aux mailles (13) d'un grillage double torsion (12) de la deuxième paroi supérieure (7) du fond 10 horizontal (3). 7. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paroi de séparation transversale verticale (16), se déployant entre deux des quatre faces latérales verticales (4), de façon à former au 15 moins deux volumes distincts (17). 8. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un tirant (18), destiné à relier entre-elles deux des quatre faces latérales verticales (4). 20 9. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de manutention (19), formés par une pièce rigide (21), insérée entre la première paroi inférieure (6) du fond horizontal (3) et la deuxième paroi supérieure (7) du fond horizontal (3), et par une pièce souple (22) coopérant 25 avec la pièce rigide (21) et apte à traverser sensiblement verticalement le matériau de remplissage. 10. Ouvrage de génie civil, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément individuel de construction (1), selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes.