Brevet FR3010423A1 — publié le 20150313

SYSTEME D'ATTACHE SUR ANCRAGE GEOTECHNIQUE ET ENSEMBLE DE RENFORT UTILISANT UNE TELLE ATTACHE La présente invention concerne la construction d'ouvrages de génie civil faisant appel à des techniques de remblais renforcés. Plus particulièrement, l'invention vise les systèmes d'attache sur des clous géotechniques ou autres éléments d'ancrages et les structures de renfort associées utilisant de tels systèmes d'attache. 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 architectural esthétique. Ils comprennent de façon générale un remblai placé contre le massif ou la structure de sol supportant la voie de circulation ou l'espace constructible à étendre ou encore le massif dont la surface se détériore. La paroi verticale de l'ouvrage à l'avant de ce remblai est formée par un parement connecté au massif, qui peut être préexistant, au moyen d'un ensemble de renfort dont il est question ci-après. Il faut noter que le massif de type préexistant peut avoir des caractéristiques géométriques régulières ou irrégulières. De même, il faut noter que le massif en question peut être un massif érigé par construction, pas forcément préexistant, pour lequel on peut utiliser lorsque cela est possible des tirants traversants à la place de clous géotechniques classiques. Dans l'art connu, il est classique d'utiliser des clous géotechniques comme moyen d'ancrage dans le massif ou structure de sol préexistante ; en pratique, on fore le massif préexistant pour y insérer un clou géotechnique (une tige métallique longue) et on scelle le clou au moyen d'un matériau de scellement injecté dans le forage autour du clou. On prend soin de laisser dépasser à l'extérieur une extrémité du clou ; cette extrémité est habituellement filetée (mais pas nécessairement). Ensuite, selon une première solution, on place sur l'extrémité saillante filetée un écrou à anneau (écrou à oeil) muni d'un filetage intérieur ; on visse cet écrou à anneau sur l'extrémité filetée du clou géotechnique. Puis on fait passer dans cet anneau fermé une manille standard (de type levage) permettant de faire la connexion avec une armature de renfort, c'est-à-dire un câble métallique ou une bande synthétique renforcée, ou tout autre type d'armatures, cette armature de renfort étant reliée directement ou indirectement au parement de l'ouvrage que l'on vient d'ériger. On apporte aussi du matériau de remblai pour remblayer l'espace délimité par le massif préexistant et le parement érigé. Toutefois, il s'avère que l'utilisation des écrous à anneau (écrous à oeil) soulève certains inconvénients. Tout d'abord, il est nécessaire d'utiliser des écrous à anneau parfaitement compatibles avec l'extrémité filetée du clou, ce qui en pratique impose d'acheter l'écrou à anneau chez le même fabriquant que le clou géotechnique car un tel écrou à anneau n'est pas une pièce standard. Pour finir, il peut s'avérer difficile, une fois que les manilles de connexion avec les armatures de renfort sont en place, de vérifier visuellement que le filetage du clou est complètement engagé, c'est-à-dire que l'extrémité du clou affleure ou dépasse à l'intérieur de l'anneau ou tout au moins qu'une longueur suffisante de filetage est engagée, ou que la vis de la manille de connexion est bien vissée ; or, il est souhaitable d'opérer un contrôle qualité pour s'assurer de la sécurité de l'ouvrage construit avant de combler avec du matériau de remblai. De plus, selon cette première solution connue, le montage est long à réaliser et comme le filetage du clou a un pas fin, il est fréquent que des particules ou grains de sable s'insèrent dans le filetage du clou et cela peut gêner le vissage de l'écrou. Selon une deuxième solution connue, on soude un barreau transversal métallique sur l'extrémité du clou de façon en former une forme en T, puis on passe les armatures de renfort autour du barreau transversal avant de les mettre en tension. Cependant, la réalisation de soudure sur chantier ne permet de garantir un niveau de qualité toujours constant, et de plus une telle soudure est sujette à corrosion dans le temps. Un but de la présente invention est de pallier au moins en partie les inconvénients mentionnés ci-dessus. L'invention propose ainsi un ensemble de renfort pour ouvrage de construction, érigé devant un massif, l'ouvrage 20 de construction comprenant un parement dressé devant le massif, l'ensemble de renfort comprenant : - au moins un élément formant ancrage, ancré dans le massif avec une portion d'extrémité saillante à l'extérieur du massif, centrée sur un axe A, 25 - au moins un élément d'attache assemblé sur la portion d'extrémité de l'élément formant ancrage, - au moins une première manille montée sur l'extrémité de l'élément formant ancrage derrière l'élément d'attache, la première manille comportant des premier et second yeux 30 ayant chacun un orifice centré sur l'axe A traversé par l'élément formant ancrage, les deux yeux étant reliés entre eux par un corps en forme générale recourbée, - une armature de renfort passant au travers de l'évidement délimité par le corps recourbé de la manille et l'élément formant ancrage, configurée pour être relié directement ou indirectement au parement de l'ouvrage. L'élément formant ancrage pourra être typiquement, mais pas exclusivement, un clou géotechnique. L'élément d'attache pourra être typiquement, mais pas exclusivement, un écrou, dit écrou de traction, vissé sur une portion filetée d'extrémité de l'élément formant ancrage. Moyennant quoi seul l'élément d'attache doit être parfaitement compatible avec l'extrémité de l'élément formant ancrage alors que la manille peut avoir des caractéristiques géométriques dans une certaine mesure indépendantes de celles de l'élément formant ancrage et de l'élément d'attache et peut avoir en outre des caractéristiques de matière différente de celle de l'élément d'attache. Dans le cas particulier de l'extrémité filetée et de l'écrou de traction, seul l'écrou de traction doit être parfaitement compatible avec le filetage de l'élément formant ancrage, alors que la manille peut avoir des caractéristiques géométriques dans une certaine mesure indépendantes de celles de l'élément formant ancrage et de l'écrou de traction. On peut aussi dans ce cas choisir un pas de filet plus large, et l'écrou de traction peut être une pièce tout-à-fait standard. Dans des modes de réalisation préférés de l'ouvrage selon l'invention on peut avoir les caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison: - l'extrémité de l'élément formant ancrage est filetée, et l'élément d'attache est un écrou de traction ; ce qui est une solution simple et très courante pour fournir un moyen de maintien de la manille ; - le corps de la manille peut avoir une forme générale semi-circulaire ; de sorte que la configuration géométrique confère une très bonne robustesse à la manille et celle-ci peut supporter des efforts très conséquents, car le porte-à-faux reste très limité ; - la première manille peut pivoter autour de l'axe A, indépendamment de l'élément d'attache; de sorte que lors de la mise en tension de l'armature de renfort, la manille se positionne toute seule selon la direction de l'effort de traction, ce qui n'est pas toujours le cas en cas d'utilisation d'écrou à anneau ; - la première manille est symétrique par rapport à un plan médian P perpendiculaire à l'axe A ; de sorte que la manille peut être montée indifféremment sur l'élément formant ancrage dans les deux positions possibles, donc sans risque d'erreur ; - l'ensemble de renfort peut comporter en outre un écrou 20 d'arrêt placé sur le clou en arrière de la manille ; on peut éviter ainsi que la manille ne recule avant la mise en tension ; - l'ensemble de renfort peut comporter en outre au moins une deuxième manille de structure similaire ou identique à 25 la première manille, avec des premier et second yeux ayant chacun un orifice centré sur l'axe A, l'un de ces yeux étant agencé sensiblement sans jeu axial entre les premier et second yeux de la première manille ; moyennant quoi les efforts de traction exercés sur les armatures de renfort 30 sont repris par l'empilage axial des quatre yeux qui portent sur l'écrou de traction ; La présence de la seconde manille renforce ainsi la reprise d'effort admise sur la première manille, ou tout le moins limite sa déformation. - la première manille et la seconde manille peuvent être décalées angulairement autour de l'axe A ; de sorte que 5 l'on peut facilement répartir plusieurs armatures de renfort autour de l'élément formant ancrage; - l'élément d'attache peut être un écrou à portée sphérique ; ce qui permet de s'adapter à un désaxement de la manille et de conserver une surface de contact 10 suffisamment étendue en répartissant les efforts ; - l'écrou de traction peut être de couleur différente de l'élément formant ancrage; ce qui facilite la vérification visuelle de la bonne position de l'écrou de traction ; - l'élément formant ancrage peut être un clou géotechnique 15 scellé dans le massif ; ce qui est une solution très utilisée dans le cas de massifs épais préexistants. L'invention concerne aussi une manille convenant pour être utilisée dans un ensemble de renfort pour ouvrage de construction, la manille comportant un premier oeil et un 20 second oeil ayant chacun un orifice centré sur un axe A, les deux yeux étant reliés entre eux par un corps en forme générale semi-circulaire, les premier et second yeux ayant chacun une épaisseur axiale E2 et étant séparés axialement par une distance El (c'est-à-dire un intervalle) comprise 25 entre E2 et 1,10 E2. Moyennant quoi on peut intercaler l'oeil d'une telle manille entre les deux yeux d'une autre telle manille, et ceci sans jeu substantiel, de manière à avoir deux manilles entrelacées. 30 Selon des caractéristiques optionnelles, on peut avoir en outre pour la manille : - le corps semi-circulaire présente une section de diamètre D3 qui vérifie la relation 0,75 E2 Les points d'attache 31 au parement peuvent prendre plusieurs formes, des formes en creux dans les plaques 30, des boucles saillantes coulées à la préfabrication, ou tout autre moyen d'attache adéquat ; des exemples non limitatifs sont présentés dans les documents FR2878268 et FR2803610. La liaison entre une armature de renfort 6 et le clou géotechnique 4 est réalisée avantageusement au moyen d'un système d'attache 10 qui va être décrit ci-après. Au voisinage de l'extrémité du clou, on dispose une manille 5 de forme générale assez voisine de la forme des manilles de levage très courantes. En effet, la manille comporte un premier oeil 51 et un deuxième oeil 52 disposés coaxialement à distance l'un de l'autre. Chaque oeil comporte un orifice 54 centré sur l'axe A traversé par le clou. Les deux yeux 51,52 sont reliés entre eux par un corps 53 en forme générale recourbée. Avantageusement ce corps est de forme semi-circulaire. La section principale de ce corps est ronde et présente un diamètre noté D3. Un écrou de traction 7 est vissé sur le clou devant la manille. Le filetage intérieur de l'écrou de traction correspond au filetage extérieur 45 de l'extrémité du clou géotechnique ; en effet c'est cette interface filetée qui va reprendre les efforts de traction sur la manille, via la surface arrière 75 de l'écrou qui reçoit la poussée de la manille (ici sa face avant 55 qui porte à plat sur l'écrou). Au lieu d'un écrou de traction, on pourra utiliser plus généralement tout élément d'attache adéquat comme une goupille ou clavette traversant un trou diamétral ménagé dans l'extrémité de la tige, ou encore une épingle ou un circlip venant s'insérer dans une ou plusieurs gorges agencées sur les zones latérales de la tige, ces configurations n'étant pas représentées aux figures mais pouvant tout-à-fait être mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention. L'armature de renfort (ou les armatures de renfort s'il y en a plus d'une) est insérée dans l'évidement intérieur 58 du corps délimité par le corps recourbé 53 et le clou 4. La manille 5 pivote autour de l'axe A lorsque l'armature de renfort 6 est mise en tension, de manière à se mettre en ligne avec la ligne de traction de l'armature 6 ; on peut désigner cet effet l'effet de 'rotulation'. Même si la ligne de traction s'écarte peu de l'axe A, il n'y a pas de frein à la mise en ligne. On obtient ainsi un système d'attache 10 particulièrement simple ; la manille peut être approvisionnée indépendamment du clou et de l'écrou de traction ; ladite manille peut être un élément standard utilisable dans plusieurs configurations différentes de systèmes d'attache tels que décrits ci-dessus. Le pas de filetage du clou et de l'écrou de traction peut être relativement large, ce qui évite certains problèmes de pollution par des matériaux tels que le sable. Il faut noter que, optionnellement, un écrou d'arrêt 8 peut être agencé en arrière de la manille, cet écrou d'arrêt aura dû être mis en position avant l'insertion de la manille, cet écrou d'arrêt définit une position arrière maximum pour la manille, en particulier avant la mise en tension de l'armature de renfort 6. Cet écrou d'arrêt ne supporte pas d'effort important, il peut être plus fin que l'écrou de traction ; il peut éventuellement être remplacé par une solution alternative à base d'un clip (pince) venant s'accrocher sur le filetage. Le diamètre intérieur Dl des orifices 54 des yeux doit être supérieur au diamètre extérieur DO de la portion d'extrémité 40 du clou 4. Le jeu entre le clou et les yeux de la manille (D1-DO) peut être plus ou moins important, ceci sera illustré plus loin. En référence aux figures 2 et 6, la manille présente des caractéristiques géométriques avantageuses. Tout d'abord, la manille peut être avantageusement symétrique par rapport à un plan médian noté P perpendiculaire à l'axe A et situé à équidistance des yeux 51,52. De plus, bien que les orifices puissent être des alésages cylindriques, chaque orifice 54 des premier et second yeux peut ne pas être strictement cylindrique ; en effet, il est prévu une section tronconique 56 s'évasant vers l'extérieur de la manille dans une direction dirigée à l'opposé du plan médian P. Ainsi, lorsque la manille est mise en traction par des armatures de renfort, si il y a du jeu entre l'orifice 54 et le clou, alors la manille se désaxe, c'est-à-dire autrement dit se met légèrement de biais, alors la portion tronconique porte sur le filetage ce qui permet de mieux répartir les efforts que dans le cas d'une forme cylindrique où seule la bordure porterait sur les filets. De plus, la bordure extérieure 57 de l'orifice 54 peut 30 être une bordure conique, formant un chanfrein, dont l'utilité sera vue plus loin. En outre, les premier et second yeux 51,52 ont chacun une épaisseur axiale E2, qui représente leur dimension maximum dans le sens de l'axe A. Les premier et second yeux 51,52 sont séparés axialement par une distance El, appelé 5 intervalle intérieur. Cette distance El est comprise avantageusement entre E2 et 1,10 E2 (105% de E2), voire comprise avantageusement entre E2 et 1,05 E2, pour une raison qui sera explicitée ci-après. Toutefois pour le cas d'une utilisation simple représentée à la figure 2, cette 10 condition n'est pas strictement nécessaire et la distance El pourrait être différente. De même on pourrait avoir des épaisseurs axiales des deux yeux différentes. La section de diamètre D3 susmentionnée du corps semi-circulaire 53 est légèrement inférieure dans l'exemple 15 illustré à l'épaisseur axiale E2 des yeux. Une optimisation de la forme de la manille pour obtenir un évidement 58 assez grand tout en conservant une très bonne robustesse est tel que D3 vérifie la relation 0,75 E2 Les figures 4 et 5 montrent un assemblage à deux manilles entrelacées, ce qui permet d'augmenter le nombre d'armatures de renfort attachées sur le clou géotechnique 4. En effet, on dispose non seulement une première manille 5 telle que décrite précédemment, mais également une seconde manille 15 similaire ou identique à la première. Cette seconde manille comprend un premier oeil 151 et un second oeil 152. Le premier oeil 151 est interposé (ou intercalé) entre les deux yeux 51,52 de la première manille. L'écrou d'arrêt optionnel 8 se retrouve dans cette configuration derrière le deuxième oeil 152 de la deuxième manille. Selon cet agencement, avec la condition supplémentaire E2 substantiellement égale à El, les quatre yeux des première et seconde manilles sont adjacents les uns aux autres et forment ensemble un empilement axial en appui sur l'écrou de traction 7 lorsque les armatures de renfort sont en tension. Comme présenté à la figure 4, un fil métallique 6 d'armature passe au travers de l'évidement 58 de la première manille ; il pouvait y avoir entre le deuxième fil 6' dans le même évidement (cf Fig 2 et 7). Une armature sous forme de bande géotextile 16 passe au travers de l'évidement intérieur 158 formé par le corps recourbé 153 de la deuxième manille 15. Il n'est pas exclu d'avoir plusieurs bandes géotextiles arrangée les unes au-dessus des autres et passant dans l'évidement 158 de la manille. On remarque sur la figure 5 un décalage angulaire autour de l'axe A entre les deux manilles, ce qui permet d'attacher plusieurs armatures de renfort sur un seul clou 4 sans que les armatures de renfort n'interfèrent entre elles. Le décalage angulaire peut être plus ou moins important selon la position des armatures dans le remblai 2. Il faut remarquer qu'on pourrait avoir plus de deux manilles entrelacées par exemple trois ou quatre à la condition que El soit respectivement égale à sensiblement trois ou quatre fois E2. La figure 7 illustre l'exemple où le diamètre du clou 10 est substantiellement inférieur au diamètre des orifices 54 des yeux de la manille. On utilise un écrou à portée sphérique qui présente en plus de la portion hexagonale classique 91 filetée une portion sphérique 92 centrée sur l'axe. 15 Dans ce cas de figure, dès qu'une traction est exercée par l'armature de renfort 6,6', la manille 5 non seulement pivote autour de l'axe mais se met en biais en raison du jeu Dl-DO. Mais la bordure conique 57 vient porter sur la portion sphérique 92 sans créer de point de concentration 20 de contraintes et en répartissant convenablement les contraintes sur le pourtour de l'écrou de traction. Par conséquent, une seule définition de manille peut convenir pour une multiplicité d'applications différentes avec des clous géotechniques de différentes provenances 25 pour une gamme de diamètres de clous variés. Avantageusement, on peut utiliser ce type de manille seule ou en couple entrelacé comme décrit plus haut. Une telle standardisation permet d'obtenir un coût de revient très performant. 30 La figure 8 illustre un autre mode de réalisation dans lequel les éléments formant ancrage ne sont pas des clous géotechniques scellés, mais des tirants ancrés à leur extrémité 42 opposée de celle 40 où est agencée la manille. Les tirants en question sont des tiges métalliques cylindriques que l'on place dans des trous 9, forés de part en part dans le massif 1. À l'extrémité opposée 42, on peut placer un écrou d'ancrage 43 ou souder un élément transversal 43, ou tout autre élément permettant d'ancrer l'extrémité opposée 42 par rapport au massif un chiffre. L'extrémité avant 40 du tirant 4 est analogue ou 10 similaire à ce qui a été décrit pour le mode de réalisation des figures 1 à 7, ainsi que le système d'attache avec les manilles tel que précédemment décrit. Il faut noter que le massif 1 représenté peut être un massif préexistant ou un massif construit, érigé 15 préalablement ou en même temps que le parement 3. REVENDICATIONS1. Ensemble de renfort pour ouvrage de construction érigé devant un massif (1), l'ouvrage de construction comprenant un parement (3) dressé devant le massif, le parement étant destiné à être relié au massif par l'ensemble de renfort, l'ensemble de renfort comprenant : - au moins un élément formant ancrage (4) ancré dans le massif avec une portion d'extrémité (40) saillante à 10 l'extérieur du massif, centrée sur un axe A, - au moins un élément d'attache (7) assemblé sur la portion d'extrémité de l'élément formant ancrage, - au moins une première manille (5) montée sur l'extrémité de l'élément formant ancrage derrière l'élément d'attache, 15 la première manille comportant des premier et second yeux (51,52) ayant chacun un orifice (54) centré sur l'axe A traversé par l'élément formant ancrage, les deux yeux étant reliés entre eux par un corps (53) en forme générale recourbée, 20 - une armature de renfort (6) passant au travers de l'évidement (58) délimité par le corps recourbé (53) de la manille et l'élément formant ancrage, configurée pour être relié directement ou indirectement au parement de l'ouvrage. 2. Ensemble de renfort selon la revendication 1, dans lequel l'extrémité (40) de l'élément formant ancrage est filetée, et dans lequel l'élément d'attache est un écrou de_ traction (7), vissé sur une portion d'extrémité filetée. 3. Ensemble de renfort selon l'une des revendications 1-2, dans lequel le corps (53) a une forme générale semi-circulaire. 25 30 4. Ensemble de renfort selon l'une des revendications 1-3, dans laquelle la première manille (5) peut pivoter autour de l'axe A, indépendamment de l'élément d'attache. 5. Ensemble de renfort selon l'une des revendications 1-4, dans laquelle la première manille (5) est symétrique par rapport à un plan médian P perpendiculaire à l'axe A. 6. Ensemble de renfort selon l'une des revendications 1-5, 10 comportant en outre un écrou d'arrêt (8) placé sur l'élément formant ancrage en arrière de la manille. 7. Ensemble de renfort selon l'une des revendications 1-6, comprenant en outre au moins une deuxième manille (15) de 15 structure similaire identique à la première manille, avec des premier et second yeux (151,152) ayant chacun un orifice centré sur l'axe A, l'un de ces yeux étant agencé sensiblement sans jeu axial entre les premier et second yeux (51,52) de la première manille (5). 20 8. Ensemble de renfort selon la revendication 7, dans lequel la première manille (5) et la seconde manille (15) sont décalées angulairement autour de l'axe A. 25 9. Ensemble de renfort selon l'une des revendications 1-8, dans lequel l'élément d'attache (7) est un écrou à portée sphérique. 10. Ensemble de renfort selon l'une des revendications 1-9, 30 dans lequel l'élément formant ancrage est un clou géotechnique scellé dans le massif. 11. Manille convenant pour être utilisée dans un ensemble de renfort pour ouvrage de construction, la manille comportant un premier oeil (51) et un second oeil (52) ayant chacun un orifice centré sur un axe A, les deux yeux étant reliés entre eux par un corps (53) en forme générale semi-circulaire, les premier et second yeux (51,52) ayant chacun une épaisseur axiale E2 et étant séparés axialement par une distance El comprise entre E2 et 1,10 E2. 12. Manille selon la revendication précédente, dans laquelle le corps semi-circulaire (53) présente une section de diamètre D3 qui vérifie la relation 0,75 E2 13. Manille selon l'une des revendications 11-12, dans 15 laquelle chacun des yeux présente un diamètre extérieur radial D2 et le rapport D2/D1 est compris entre 1,5 et 2,5. 14. Manille selon l'une des revendications 11-13, étant symétrique par rapport à un plan médian P perpendiculaire à 20 l'axe A, et dans laquelle l'orifice de chaque oeil présente une section tronconique (56) s'évasant dans une direction dirigée à l'opposé du plan P. 15. Manille selon l'une des revendications 11-14, dans 25 laquelle chacun des yeux présente une bordure de section axiale conique (57) entre la section tronconique et la face latérale (45) dirigée vers l'élément d'attache. 16. Procédé de construction d'un ouvrage devant un massif, 30 dans lequel on assemble un ensemble de renfort, le procédé comprenant les étapes suivantes : - insérer un élément formant ancrage dans le massif, en laissant dépasser une portion d'extrémité (40) saillante,- optionnellement placer un écrou d'arrêt (8) sur la portion d'extrémité saillante, - passer au moins une armature de renfort (6) dans l'évidement d'une manille (5) comportant des premier et second yeux (51,52) reliés entre eux par un corps (53) en forme générale recourbée, et ensuite enfiler les deux yeux de ladite manille, avec l'armature de renfort ainsi agencée, sur l'extrémité de l'élément formant ancrage, - assembler un élément d'attache (7) sur l'extrémité de 10 l'élément formant ancrage. 17. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'extrémité (40) de l'élément formant ancrage est filetée, et dans lequel l'élément d'attache est un écrou de traction 15 (7), vissé sur une portion d'extrémité filetée.