Brevet FR2990449A1 — publié le 20131115

Fondation par massif longitudinal pour pylône de support d'une charge La présente invention concerne un pylône, de type monopode comportant : un mat de hauteur supérieure à 10 mètres un massif de forme généralement parallélépipédique enfoui dans le sol, lequel massif présente une hauteur, une longueur et une largeur perpendiculaire les unes aux autres, la hauteur s'étendant suivant la direction du mat, dans lequel le mat est lié au massif pour sa tenue en position. Un tel pylône est utilisé notamment en tant que support de pylône de radiotéléphonie. Comprenant un « mât » ou un « fût » de quelques dizaines de mètres de hauteur surmonté d'antennes de téléphonie mobile dans le cas d'un pylône de radiotéléphonie, le pylône est soumis à des sollicitations mécaniques importantes et irrégulières en fonction de l'intensité et de l'orientation du vent, lequel tend à provoquer le renversement du pylône. Le pylône comprend une fondation, constituée d'un massif plein enfoui dans le sol qui garantit la stabilité de l'équipement face à ces sollicitations. Il existe actuellement deux types de fondations dit standards si l'on exclut les nnicropieux. Le premier type de fondation consiste en un massif « poids » en béton armé ou non. Cette technique consiste à assurer la stabilité du mat par la coulée d'une grande quantité de béton dans la terre afin d'obtenir un poids important. Généralement de forme cubique, les dimensions d'un tel massif de béton peuvent atteindre 10 à 15 m de côté sur une hauteur de 1 à 3 m selon la hauteur du mat. Cette technique nécessite le terrassement et l'évacuation d'une grande quantité de terre remplacée par le béton. Ceci nécessite de gros moyens de terrassement et un accès par voie carrossable accessible aux gros engins de chantier engendrant des coûts élevés. Le deuxième type de fondation consiste en un massif en béton armé ou non en forme de « T » inversé. Cette technique consiste à assurer la stabilité par la coulé d'un massif en béton dans la terre dont la partie inférieure est plus large que la partie supérieure donnant ainsi la forme de T inversé. Une fois coulé en place et recouvert partiellement de terre, le massif bénéfice des actions du sol remblayé en partie supérieure qui augmente le pouvoir stabilisant du poids de la semelle ainsi formée. Là encore, cette technique nécessite le terrassement et l'évacuation d'une grande quantité de terre et nécessite de gros moyens de terrassement. Dans l'une ou l'autre de ces techniques, l'encombrement au sol, la nécessité d'accès par de gros engins de chantier, l'évacuation des terres, l'apport du béton avec les temps de séchage inhérent sont autant d'obstacles et de difficultés qui engendrent un coût important. Les massifs de forme cubique ou en T inversé sont en outre inadaptés à être implantés dans un environnement offrant un espace restreint, tels que des trottoirs ou le long de voies de transports routiers ou de voies de chemin de fer. Il est de plus hautement souhaitable de disposer d'un procédé de réalisation des fondations qui permette de limiter l'impact des travaux sur l'environnement. L'invention a pour but de d'apporter une solution réduisant les coûts d'installation des pylônes et permettant de les installer dans des espaces de faible largeur. A cet effet, l'invention a pour objet un pylône de type précité, caractérisé en ce que sa fondation présente les caractéristiques suivantes : - la longueur L est supérieure au triple de la hauteur h, et - la longueur L est supérieure au quadruple de la largeur I. L'invention porte sur le fait que la reprise des efforts ne sont pas répartis comme dans des fondations traditionnelles dans les 360 degrés mais sont repris dans le sens de la longueur par des forces verticales (figure 1) et dans le sens de la largeur par des forces horizontales (figure 2). Suivant des modes particuliers de réalisation, le pylône comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le massif comporte une cage d'ancrage formée d'un assemblage de profilés métalliques, laquelle cage d'ancrage est emplie d'un matériau de remplissage ; - le matériau de remplissage est l'un des matériaux choisis dans le groupe consistant en de la terre déblayée du site, de la grave, de la grave-ciment, du sable et du béton ; - le matériau de remplissage est directement au contact du sol sans coffrage ; - la surface inférieure de la cage d'ancrage en appui sur le sol est comprise 15 et 50 % de sa surface totale inférieure ; - la surface latérale de la cage d'ancrage en appui contre le sol est comprise 20 et 40 % de sa surface latérale totale ; - la cage d'ancrage est réalisée essentiellement en acier ou en aluminium ; - le volume total du massif est compris entre 10 et 35 m3; - la largeur est comprise entre 0,5 m et 2 m; - la longueur est comprise entre 4 m et 8 m; - la hauteur est comprise entre 1,5 m et 3 m; - la longueur L est supérieure au triple de la hauteur h, et - la longueur L est supérieure au quadruple de la largeur I. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en élévation d'un pylône selon l'invention montrant son massif enfoui dans le sol dans le sens de la longueur ; - la figure 2 est une vue partielle de côté du pylône de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de dessus du massif formant fondation du pylône des figures 1 et 2; et - la figure 4 est une vue de dessous du massif formant fondation du pylône des figures 1 et 2. Le pylône 10 selon l'invention comporte essentiellement un mat 12 et un massif de fondation 14 enfoui dans le sol 16 et retenant le mat 12. Le pylône est par exemple un pylône de téléphonie mobile et il comporte à son sommet des équipements d'émission/réception. Le mat 12 s'étend verticalement et a une longueur hors sol supérieure à 10 mètres et notamment comprise entre 10 et 60 mètres. Dans l'exemple considéré, le mat a une longueur hors sol de 30 mètres. Le mat 12 est formé dans sa partie courante d'un poteau 18 présentant à son extrémité inférieure une structure d'ancrage 20 du poteau dans le massif 14 et dans sa partie supérieur des platines, non représentées, de fixation d'une ou plusieurs charges en tête. Ces charges sont constituées par exemple d'émetteurs récepteurs de radiotéléphonie. Dans l'exemple considéré, la surface exposée au vent des charges en tête est comprise entre 4 et 20 m2 selon le dépointage souhaité. Le poteau 18 est formé d'un tube constitué d'un ou de plusieurs tronçons solidarisés au bout les uns des autres. Le mat constitue ainsi un pylône « monopode » dépourvu de tout autre ancrage au sol que le massif 14. Le structure d'ancrage 20 peut être formé en acier ou en aluminium. La structure d'ancrage 20 est liée rigidement par boulonnage à la partie inférieure du poteau 18 et est noyée dans le massif 14. Elle est constituée par exemples de profilés assemblés pour former des treillis. Dans l'exemple représenté, la structure s'étend dans deux plans perpendiculaires à la direction du mat. Ces plans sont espacés d'une distance correspondant au diamètre du tronçon inférieur du mât généralement comprise entre 0,5 et 1,5 mètres et de 1 mètre dans l'exemple considéré. La structure d'ancrage comporte comme visible sur les figures 1 et 2 quatre poutres principales 22 parallèles l'une à l'autre selon la hauteur du pylône et disposées de part et d'autre du poteau 18. Ces poutres sont reliées depuis leur milieu au poteau. Elles s'étendent sur l'essentiel de la longueur du massif. Dans l'exemple considéré, elles ont une largeur de 30 cm. Ainsi, la surface latérale de la cage d'ancrage en appui contre le sol est comprise 20 et 40 % de sa surface latérale totale. Les poutres principales 22 de la structure disposées de part et d'autre du poteau sont reliées entre elles par des traverses principales horizontales 24 visibles sur la figure 1 et éventuellement complétées par des entretoises 26 reliant diagonalement ces traverses principales 22 horizontales. Les poutres principales 22 sont également reliées entre elles par des traverses principales verticales 28 s'étendant dans des plans verticaux et éventuellement complétées par des entretoises 30 reliant diagonalement les poutres principales 22. La structure d'ancrage comporte dans son plan inférieur des entretoises orthogonales 32 aux poutres principales 22 reprenant les efforts. Ces entretoises 32 disposées aux extrémités de la structure forment une surface d'appui inférieure d'étendue suffisante pour compenser les efforts appliqués sur le mât. Ces entretoises 32 sont éventuellement complétées par des entretoises 34 reliant diagonalement les poutres principales 22 mais n'ayant pas de fonction de reprise d'efforts. Dans l'exemple considéré, des profilés de largeur de 10 cm sont disposés tous les 30 cm suivant la longueur des poutres 22. Ainsi, la surface inférieure de la structure ou cage d'ancrage en appui sur le sol est comprise 15 et 50 % de sa surface totale inférieure. La structure d'ancrage délimite ainsi une cage ajourée en treillis de forme généralement parallélépipédique de dimension sensiblement égale à celle du massif 14. Le massif 14 est formé de la terre déblayée du site, de grave ciment ou de béton dépourvu de ferraillage autre que la structure d'ancrage 20. Le massif 14 est de forme parallélépipédique. Il est de forme oblongue, la longueur étant supérieure à quatre fois sa largeur, les longueurs et largeurs étant mesurées dans le plan perpendiculaire à la direction du mat. Avantageusement, la longueur est supérieure au triple de la hauteur et est de préférence supérieure à environ quatre fois la largeur. La largeur est telle que la fouille nécessaire pour recevoir la fondation puisse être faite avec une passe unique d'un engin d'excavation, tel qu'une pelle mécanique équipée d'une « benne preneuse » couramment utilisé pour appliquer la technique de la « berlinoise ». Ainsi, cette largeur est comprise entre 1 et 2 mètres. Dans l'exemple considéré, elle est de 1,2 mètre. La longueur L du massif 14 est comprise entre 4 m et 8 m selon la hauteur du mât. La hauteur h du massif 14, mesurée suivant la direction du mat est supérieure à la largeur. Elle est en outre de préférence inférieure au tiers de la longueur du massif. Elle est enfin de préférence supérieure à la largeur I du massif 14. Ainsi, la hauteur est comprise avantageusement comprise entre 1,5 m et 3 m. Dans l'exemple considérée, elle est égale à 2 m. Le volume total du massif est compris entre 10 et 35 m3. Dans l'exemple considéré, il est égal à 15m3. Le massif est enfoui dans le sol de sorte à ce que sa surface supérieure depuis laquelle le mat 18 fait saillie affleure la surface du sol, sans que le massif ne soit recouvert de terre. Ainsi, les flancs verticaux de la structure d'ancrage formés principalement par les poutres principales 22 et la surface d'appui inférieure formée par les entretoises 32 sont en contact sur toute leur surface avec le matériau non foisonné constituant le sol. Une fois le pylône installé, la stabilité de l'ensemble est assurée dans le sens de la longueur du massif par la stabilité apportée par le moment résultant apporté par la longueur du massif et dans le sens de la largeur du massif par la pression des terres agissant sur la hauteur du massif. Le montage d'un pylône tel que décrit ci-dessus se fait avantageusement de la manière suivante : Réalisation de la tranchée de largeur, longueur et profondeur nécessaire pour recevoir la structure d'ancrage Evacuation des terres par camion ou aux abords de la tranchée si possible Pendant ce temps, montage de la structure d'ancrage en treillis Installation de la structure d'ancrage dans la tranchée, avec calages horizontal et vertical Accrochage de l'extrémité inférieure du poteau à la structure d'ancrage déjà en position. Remplissage de la tranchée avec la terre déblayée du site ou de la grave ciment ou du béton directement au contact du sol sans coffrage. L'ordre des opérations peut être amené à changer selon les cas particuliers. La réalisation d'une fondation utilisant le procédé décrit dans l'invention peut se faire à la main ou avec un engin de terrassement de petite dimension. La quantité de terre à excaver étant réduite, les moyens d'évacuation sont également réduits. La réalisation d'une telle fondation ne nécessite pas d'engins de chantier de grande taille et diminue de façon importante la quantité de terre à excaver. Il peut même se faire manuellement. De plus, le remplissage des interstices entre la structure treillis peut se faire directement et ne nécessite pas de pose d'ancrages initiaux recevant ultérieurement le pylône. Toutes ces améliorations engendrant un gain de temps et des économies importantes tout en préservant les caractéristiques techniques similaires à des fondations dites « standards » L'invention proposée est applicable à toute structure de type monopode dans le cadre de la réalisation de mat ou pylône recevant des antennes de radiotéléphonie. Elle est économique, puisque la quantité de terrassement est inférieure de 1,5 fois par rapport à un massif standard, et ne nécessite pas de transport de ferraillage supplémentaires, que de ce fait, les engins nécessaires aux travaux sont moins importants. Il n'y a plus besoin de délais entre la réalisation du massif avec les ancrages en attente et la pose du pylône en lui-même. Elle a un impact environnemental minime, car réduit l'emprise au sol de l'installation ainsi que la quantité de matière utilisée pour réaliser les fondations entrainant une réduction des transports, et donc des nuisances engendrées par le trafic routier généré par le chantier. Elle apporte des solutions techniques aux prbblèmes que peuvent poser les autres types de fondations standards en proposant des solutions d'implantation de pylône dans des environnements confinés ou le long de voies de transports terrestres, ferroviaires ou fluviales. REVENDICATIONS1. Pylône (10) comportant : - un mat (12) de hauteur supérieure à 10 mètres - un massif (14) de forme généralement parallélépipédique enfoui dans le sol (16), lequel massif (14) présente une hauteur, une longueur et une largeur perpendiculaire les unes aux autres, la hauteur s'étendant suivant la direction du mat (12), dans lequel le mat (12) est lié au massif (14) pour sa tenue en position caractérisé en ce que - la longueur L est supérieure au triple de la hauteur h, et - la longueur L est supérieure au quadruple de la largeur I. 2. Pylône selon la revendication 1, caractérisé en ce que le massif (14) comporte une cage d'ancrage (20) formée d'un assemblage de profilés métalliques (22, 24, 26, 28, 30, 32, 34), laquelle cage d'ancrage (20) est emplie d'un matériau de remplissage. 3. Pylône selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau de remplissage est l'un des matériaux choisis dans le groupe consistant en de la terre déblayée du site, de la grave, de la grave-ciment, du sable et du béton. 4. Pylône selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le matériau de remplissage est directement au contact du sol sans coffrage. 5. Pylône selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la surface inférieure de la cage d'ancrage en appui sur le sol est comprise 15 et 50 `)/0 de sa surface totale inférieure. 6. Pylône selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la surface latérale de la cage d'ancrage en appui contre le sol est comprise 20 et 40 % de sa surface latérale totale. 7. Pylône selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cage d'ancrage (20) est réalisée essentiellement en acier ou en aluminium. 8. Pylône selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volume total du massif (14) est compris entre 10 et 35 m3. 9. Pylône selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur de la cage d'ancrage est comprise entre 0,5 m et 2m. 10. Pylône selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur de la cage d'ancrage est comprise entre 4 m et 8 m. 11. Pylône selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur est comprise entre 1,5 m et 3 m. 12. Pylône selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur de la cage d'ancrage est supérieure à 4 fois la largeur. 13.- Pylône selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur de la cage d'ancrage est supérieure à 3 fois la hauteur.