Brevet FR3088349A1 — publié le 20200515

Description Titre : Dispositif pour la contention d'éléments grana L'invention relève du domaine des ouvrages comportant des éléments granulaires contenus, par exemple les ouvrages en sol renforce et peut en particulier s'appliquer à un de parement d'un tel ouvrage. Cette technique de consrfu£°tit3H est couramment utilisée pour réaliser des ouvrages tels que des murs e so atènement, des cillées de ponts etc. Elle peut s'appliquer au domaine du placage qui consiste à contenir granulaires le long d'une structure préexistante afin de irai do minéral. [0002] De tels ouvrages associent des éléments granulaires formant un remblai compacté, un dispositif contenant ces éléments granulaires et formant un parement, et des renforcements généralement connectés au parement. Le dispositif contenant les éléments granulaires comprend généralement une pluralité d'éléments assemblés entre eux. [0003] Divers types de renforcemfients, en général longitudinaux, peuvent être utilisés è ils peuvent être métalliques, par exemple en acier galvanisé, ou encore en matériaux synthétiques, tels que des matériaux dits géotextiles ou comportant des fibres de polyester. [0001] De même, différents types de dispositifs de contention peuvent être utilisés ils peuvent aussi être métalliques, par exemple en acier galvanisé, ou encore en matériaux synthétiques, tels que des matériaux dits géotextiles comportant par exemple des fibres de polyester Le dispositif de contention constitue généralement la façade externe de l'ouvrage et doit donc être résistants à l'usure, notamment à l'oxydation, tout en conservant une esthétique agréable. [0005] La façade externe de l'ouvrage peut comporter des décrochements horizontaux entre différents niveaux de parement. Elle peut également être inclinée, en général avec l'ouvrage mais il est 30 parements en surplomb. une surface au sol initiale plus grande qu'au sommet de nient possible d'élaborer des ouvrages avec des [0006] Les renforcements placés dans le remblai granulaire peuvent être plus ou moins densément répartis. Ils sont solidarisés au dispositif de contention à l'aide de, dispositifs de liaison pouvant prendre diverses formes. Les renforcements permettent de transmettre des charges élevées pouvant atteindre plusieurs tonnes. [0007] Afin de remplir son rôle de co 'entant que le dispo. de contention éléments granulaires présence une rigidité importante. Cet é est inellement permise par les renforcements â l'agencement d oitlts de liaison.. entre les renforcements et le dispositif de contention perme d'augmenter la ité dans certaines directions. Toutefois, la Cition des 10 charges sur ces points est difficile à prévoir. /00081----11- est donc e° complér t d'utiliser un dispositif de contention a.nt des replis ou des ondulations parallèles et horizontales, afin d'augmenter la ce mécanique à des contraintes exercées dans une direction donnée. Ce type de replis ou d'ondulations est similaire à celui utilisé 15 dans la tôle ondulée ou dans des clôtures. [0009] Toutefois, ces replis horizontaux n'augmentent pas la rigidité dans toutes les directions. Sous l'effet de la pression exercée par les éléments granulaires, cela conduit à la formation de ventres non souhaitables dans la façade. Pour parer à ces inconvénients, on utilise donc des dispositifs de contention constitués d'un 20 treillis métallique fait de fils en acier galvanisé ires épais. [0010] l'utilisation de fils en acier préalablement galvanisé épais est. I. problématique à plus d'un titre. Tout d'abord, il est difficile de produire un treillis à partir de fils en acier galvanisé présentant un diamètre important. En les points de soudure entre les fils peuvent faire affleurer l'acier à travers' revéttitri nt galvanisé, et aux extrémités coupées une partie importante de section du treillis n'est pas protégée et peut donc présenter rapidement des points locaux de corrosion. De plus, il est difficile de se procurer des quantités importantes de ce type de fils métalliques. On est donc généralement conduits à réaliser une étaPe de galvanisation postérieure à la réalisation du treillis en acier,: 30 ce qui complexifie considérablement la réalisation de l'ouvrage. Enfin, l'utilisation d'une quantité importante d'acier induit une volatilité importante du coût de l'ouvrage. En effet, le cours de l'acier est soumis à des fluctuations 3 pouvant s'avérer considérables à l'échelle du temps de la réalisation d'un tel ouvrage. [0011] Il existe donc un besoin pour un nouveau moyen d'augmenter la rigidité d'un dispositif pour la contention d'éléments granulaires, et ce dans plusieurs 5 directions. 00121 L'invention y parvient grâce à un dispositif pour la contentîon d'élém granulaires comportant un panneau en métallique comportant des fils métalliques soudés entre eux, le panneau comportant au moins une courbure d'une première orientation et au moins une courbure d'une deuxième orientation, 10 la première orientation étant caractérisée par un premier axe et la deuxième dation -étant caractérisée pax tan deuxième axe, dans lequel le premier axe et le deuxième axe sont non-colinéaires, [0013] Le dispositif pour la contention d'éléments granulaires est typiquement un élément de parement ou une association d'éléments de, parement pour un 15 ouvrage de génie civile tel qu'un ouvrage en sol renforcé. [00141 Les ts granulaires sont de préfère ature minérale. Il peut s'agir d'éléments provenant du rebut d'une carrière d'un ouvrage minier par exemple. /1 peut également s'agir de terre propice à la croissance de végétation afin de donner un aspect végétal à l'ouvrage. Enfin, tl peut également s'agir d'un 20 remblai technique. Ces éléments présentent de préférence une granulométrie peu dispersée. [00151 Le dispositif comporte un panneau en treillis métallique. Le panneau selon l'invention est un élément monolithique susceptible de répartir une contrainte qui lui serait appliquée. Un Ire ailique au sens de l'invention un réseau de fils métalliques solidaires, Ces fils métalliques sont de préférence disposés selon deux orientations, par exemple deux orientations perpendiculaires, de façon à :former le réseau du treillis à la manière d'un grillage. [0016] La maille de ce réseau doit être suffisamment petite pour contenir les élérnehts granulaires. Si les éléments granulaires présentent une granulométrie 30 plus fine que le pas du treillis métallique, celui-ci peut être muni d'un treillis secondaire présentant une maille plus fine que les éléments granulaires le treillis 4 métallique peut être associé à un treillis secondaire présentant un maillage de plus petite dimension caractéristique que le treillis métallique. Un tel treillis seconda p coins rigide et peut être choisi par exemple parmi un treillis tissé, une bionatte ou un géotextile. 5 [0017] Les noeuds du réseau du treillis métallique sont assurés par des points de soudure entre les fils métalliques. De préférence, cette soudure est une soudure sans ajout de matière telle qu'une éleetro-soudure. Une soudure sans ajout de matière permet d'assurer une interpénétration des fils et donc une meilleure solidarité des fils métalliques r: une meilleure transmission des contraintes. 10 [0018] Le treillis métallique peut comporter des fils de diamètres différents afin de présenter une rigidité différente selon la direction dans laquelle il est sollicité. Cela peut avantageusement permettre d'adapter le treillis à l'utilisation qui doit en Être faite. [0019] Ladite au moins une courbure de première orientation peut consister en 15 une série de plis dans le treillis parallèles les uns aux autres, par exemple horizontaux. Cette au moins une courbure du treillis en frit un objet tridimensionnel et augmente considérablement sa rigidité en limitant sa propension à subir une déformation dans une direction différente de celle de courbure. D'un point de vue mécanique, cette au moins une courbure est 20 équivalente à une poutre. [0020] Ladite au moins une courbure de deuxième orientation peut elle aussi consister en une série de plus dans le treillis paralïüle,s les uns aux autres mais non parallèles à ladite au moins une courbure de première orientation. La réalisation de cette deuxième au moins une courbure agit de façon similaire à la 25 au moins une courbure de première orientation et permet d'augmenter la rigidité dans une direction supplémentaire. [0021] le premier axe et le deuxième axe sont par exemple perpendicul préférence le premier axe et le deuxième axe sont chacun parallèle à une pluralité de fils métalliques. Ainsi, si le treilliS Métal igue comporte des fils dans deux 30 directions, les courbures sont réalisées dans ces deux directions. Cela permet avantageusement de positionner au moins un fil métallique le long de chaque courbure et ainsi de renforcer le dispositif. [0022] Afin de pouvoir réaliser des courbures dans des directions différentes, plusieurs solutions sont envisageables. 5 [0023] Dans un mode de réalisation préféré ite au moins une courbure de première orientation conduit un nombre restreint de fils, de préférence un unique fil, hors du plan du treillisavant courbure. Le ou les fils hors plan sont avantageusement plus courts que les autres de manière à permettre la ré de la au moins une courbure de seconde orientation à un niveau du panneau or ce 10 ou ces fils ne sont pas présents. [0024] Alternativement, les courbures de première et deuxiè rrte orientations peuvent être conjuguées sous la forme d'une courbure multiple telle qu'un dôme. Une déformation en forme de dôme dans le treillis est très avantageuse d'un point de vue de la rigidité. Elle peut être réalisée par emboutissage ou grâce à des techniques d'impression 3D d'une coque par exemple. [0025] Ainsi, si les axes des différentes courbures sont de préférence rectilignes, ils peuvent tout à fait être courbes. [0026] Selon une troisième alterna les courbures de première et deuxième orientations sont assurées en greffant des éléments sur le treillis a posteriori. Ces éléments peuvent avoir une forme de y et être soudés sur un treillis comportant déjà dés plis dans une autre direction. [0027] Le dispositif rigidité augmentée en raison de sa forme géométrique. Cette rigidité peut permettre de compenser un diamètre de fil métallique moins important ce qui est particulièrement avantageux comme 25 indiqué plus haut. Le diamètre métallique des différents fils métallique du treillis métallique est de préférence supérieur ou égal à 'irrim pour assurer un minimum de résistance, Toutefois, il est de préférence compris entre 5 et S mm et en tout état de cause inférieur à 12mm, à rebours des fils utilisés dans les treillis métalliques de l'art antérieur qui présentent traditionnellement un diamètre pouvant atteindre 14mm, voire même 18mm. On peut ainsi diminuer de plus de 6 la niasse de métal utilisée, tout en s'affranchissant e étape ion ultérieure, comme expliquée plus haut. [0028] Le dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon l'invention comporte de préférence plusieurs courbures de première orientation et/ou 5 plusieurs courbures de deuxième orientation. Lorsque le treillis comporte une portion sensiblement plane, ces courbures sont par exemple agencées pour conduire un fil métallique hors du plan de ladite portion du treillis métallique, de préférence sensiblement,parallèle audit plan. [0029] Dans ce cas, le fil métallique hors du plan présente de préférence une 10 longueur inférieure à une majorité de fils métalliques du treillis métallique. Cela permet la géneration d'une courbure dans une direction différe , àun niveau du plan s'étendant au-delà du fil. [0030] Au moins une courbure peut conduire une portion du dispositif selon l'invention hors du plan destiné à devenir la façade de l'ouvrage dans lequel il 15 doit être incorporé.. Cette portion peut contribuer à la robustesse de l'ouvrage et améliorer la stabilité de l'ensemble. [0031] Au moins une courbure peut également induire un repli au-dessus des éléments granulaires, Ce repli peut à la fois avoir une fonction protectrice des éléments granulaires et une fonction de répartition de la charge en cas d'impact 20 sur la façade. [0032] Ladite au moins une courbure de première orientation ladite au moins une courbure de deuxième orientation peuvent être ou comporter des plis. Les plis au sens de l'invention sont des courbures ou susceptibles d'être obtenues par phage du panneau en treillis 6:.tallique autour d'un mandrin. 25 [0033] De pré e, un agencement de courbures est configuré pour permettre au dispositif d'être auto-stable. Outre l'intérêt évident au sein d'un ouvrage, disposer d'un dispositif auto-stable est égaiement intéressant d'un point de vue du stockage du dispositif, [0034] A cette fin les courbures peuvent avantageusement être agencé 30 manière à permet l'empilement des dispos selon 7 [0035] Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon l'invention comportant une première étape de pliage d'un treillis métallique selon une première direction et une étape subséquente de pliage du treillis métallique selon 5 une deuxième direction non colinéaire à la première direction. [0036] Les étapes de pliage sont par exemple réalisées en appliquant une contrainte au treillis autour d'un mandrin. Le diamètre du mandrin peut conduire à des courbures plus ou moins anguleuses. De préférence les courbures ne sont pas trop anguleuses car cela induit des risques d'endommagement des fils 10 métalliques. A l'inverse, les courbures ne sont de préférence pas trop progressives afin de limiter leur occupation de. l'espace. [0037] Avantageusement, la galvanisation des fils consiste en un revêtement de zinc ou d'un alliage zinc-aluminium, Ainsi, le treillis métallique comporte de préférence des fils munis d'un revêtement métallique, le revêtement métallique 15 étant de préf parmi le zinc ou un alliage comportant du zinc et/ou de [0038] Le procédé selon l'in riporter d'autres étapes, par exemple une étape de coupe d'un fil métallique hors plan. Cette étape de coupe peut être postérieure à la réalisation d'une première courbure. Toutefois, dans un mode de 20 réalisation particulièrement avantageux, le treillis est conçu en anticipant courbures à venir et en intégrant directement des fils métalliques raccourcis au moment de la réalisation des points de soudures inter-fils. (0039] Selon un troisième aspect, concerne un ouvrage en sol renforcé comprenant 25 - un dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon l'invention, - une pluralité d'éléments granulaires contenus par ledit dispositif, les éléments granulaires étant de préférence de nature minérale, - au moins un élément de renforcement de sol métallique ou polymérique. [0040] Ledit éléMent de renforcement de sol métallique peut ilre ré ilisé en 30 continuité de matière du dispositif de contention. S [004.1,1 Les caractéristiques exposées précédemment peuvent être mises en oeuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres. [0042] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront ecture de la description détaillée ci-après, et à l'analyse des dessins annexés, 5 - [004 d'éléments Mires selon un mode de réalisation de l'invention ; e en perspective d'un dispositif de contention Fige 2 10 [0044] [ une cou e schématique d'un ouvrage selon l'invention Fig. 3 [0045] [Fig, 3] est une coupe schématique d'un ouvrage selon l'invention. [0046] Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel,des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux 15 faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. [0047] Il est fait référence igure I. Dans le cadre de l'exemple de réalisation illustré, le dispositif de contention selon l' ion est utilisé comme élément de parement pour un ouvrage en sol renforcé. L'élément de 20 parement est destiné à âtre associé à d'autres éléments similaires qui seront disposés les un en dessous des autres. 'élément est obtenu à partir d'un treillis a en fils d'acier galvanisé electrosoudés â plat. Les fils présentent un diamètre de 6 mn', L'étape de soudure se fait sans ajout de matière en induisant un champ électrique 25 localement très important au niveau des intersections des fils. Cela provoque un échauffement local et une interpénétration des fils s'opère. La soudure peut être automatisée et se faire sur tapis roulant. [0049] Les fils assemblés lors de la formation du treillis ne présentaient pas tous la même longueur. Ainsi, dans une dimension, un fil sur deux présente une longueur longue 11+12 et un fil sur deux présente une longueur courte 11. [0050] Le treillis ainsi obtenu subit alors une première série de plis 13 dans une 5 première direction. Ces plis sont groupés par série de trois plis. Sur la figure on a représenté trois séries de trois plis mais l'élément peut en comporter davantage. [0051] L'élément. illustré comporte une première face 10 destinée à être poSitionnée sur la façade de l'ouvrage. Cette première face 10 est inscrite dans un plan Pl. 10 [0052] Chaque série de trois plis est ooufigerrie pour former une forme en V et conduire un fil 131 hors du plan cle la façade. Ce fil hors plan augmente la rigidité horizontale de l'élément de parement. La rigidité horizontale s'entend comme la résistance à une déformation selon un axe horizontal. En effet, à la e d'une feuille de papier pliée ou d'un panneau en tôle ondulée, pour 15 imposer une déformation selon un axe perpendiculaire aux plis 13, il faut solliciter l'ensemble de chaque fil hors plan 131 en compression ou en traction ce qui représente une résistance importante. Cette résistance portante qui génère une augmentation de la ri gidité horizontale n'existe que sur a portion du treillis qui comporte des fils hors plans. 20 est donc possible de générer implement une deuxième série de plis 14 à un niveau du treillis métallique qui ne comporte pas de fils hors plan. Sur la figure représentée, cette deuxième série de plis est constitué d'un unique pli 14 qui permet de former une deuxième face 20 de l'élément. [0054] Cette deuxième face 20 qui ne sera pas apparente sur la structure et 25 serti dans un plan P2. [0055] L'existence de cette face génère une augmentation de la rigidité verticale, c'est-à-dire de la résistance à une déformation selon un axe vertical, En effet, les fils 21 parallèles au pli 14 et compris dans la face 20 de l'élément ont sollicités en compression ou en traction lorsque la face 10 est sollicitée de -façon à subir un pli dans une direction verticale. 10 [0056] Bien que sur la e 1 l'élément ne comporte qu'un unique pli 14 selon une deuxième courbure, celui-ci pourrait comporter un autre pli de manière à générer une troisième face sur le haut de l'élément qui renforcerait encore sa rigidiEé verticale. L'élément pourrait également comporter des séries de trois plis 5 selon cette deuxième orientation afin de déporter des fils hors du pian, à la manière des fils 131 mais dans une direction perpendiculaire. [0057] Différents éléments selon la figure 1 peuvent être stockés et transportés empilés les uns aux autres. Les déformations permettent de limiter le jeu entre les ents lorsqu'ils sont empilés ce qui est très avantageux. 0058] Les éléments de parements sont n de ceux représentés aux figures 2 et 3. [0059] Les figures 2 et 3 illustrent des coupes schématiques d'ouvrages selon ion. LA structure générale d'un tel ouvrage correspond aux ouvrages connus sous la référence commerciale TerraTrel é_=;' commercialisées par la société 15 Terre Armée Internationale. [0060] Un tel ouvrage comporte une pluralité d'éléments selon la figure I disposés les uns au-dessus des autres, Ces éléments sont utilisés pour contenir un remblai 60 qui peut être constitué de différents matériaux tel que de la terre compactée 61, un mélange de terre et de cailloux 62, des cailloux ou fragments de 20 roche 63. Selon certains modes de réalisation, le remblai est constitué de plusieurs types de matériaux de remblai. On peut séparer ces différents types de matériaux de remblai par un film, un tissu, notamment par un tissu de géomatériau 50. On peut ainsi obtenir des ouvrages dont l'aspect diffère: significativement et est choisi en fonction de l'esthétique désirée : selon la figure 25 2, on peut disposer une couche de terre arable 61 au contact du parement, qui peut ensuite être végetalisée ; selon la figure 3, on peut dispoiser au contact du parement des fragments de roche qui demeurent apparents. [0061] L'ouvrage est renforcé par des bandes souples 40 qui s'étendent dans le parement. Ces bandes souples peuvert être disposées dans un pian horizontal 30 perpendiculairement on en zigzag par rapport au parement, 11 [0062] Filles sont de préférence attachéesu parement par le truchement de moyens de liaison disposés au niveau des fils déportés 131 afin de profité de l'augmentation de la rigidité au maximum et de limiter les déformations pouvant se produire en raison des contraintes subies au niveau de ces points d'attache. 5 [0063] Elles peuvent également être attachées à une paroi qui serait située derrière le parement et où l'espace entre cette paroi et le parement serait comblé par le remblai. [0064] Dans le cas de la figure 3, on peut trouver mage à déplacer vers l'arrière du parement les dispositifs de liaison, en profitant notamment de la face 10 20. En effet, il peut être avantageux d'éviter e disposer des bandes souples 10 dans la zone 63 où le remblai est en fragments de roches afin d'éviter d'endommager ces bandes. [0065] L'invention ne se limite pas aux exemples décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe les variantes que pourra envisager 15 l'homme de l'art dans le cadre de la protection recherchée. En particulier, bien que l'exemple traite d'ouvrages en sol renforcé, il peut tout à fait être adapté au cas d'un placage effectué sur une structure existante à des fins esthétiques, REVENDICATIONS1. Dispositif pour la contention d'éléments granulaires comportant un panneau en treillis métallique comportant des fils métalliques soudés entre eux, le panneau comportant au moins une courbure d'une première orientation et au moins une courbure d'une deuxième orientation, la première orientation étant caractérisée par un premier axe et la deuxième orientation étant caractérisée par un deuxième axe, dans lequel le premier axe et le deuxième axe sont non' colinéaires. Dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon la 10 revendication I dans lequel le premier axe et le deuxième axe sont perpendiculaires, préférence le premier axe et le ri chacun parallèle à une pluralité de fils métalliques. 3. Dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les fils métalliques sont électrosoudés entre eux, 4. Dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le treillis métallique comporte des fils métalliques de diamètre supérieur ou égal à 4 min. 5. Dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon 20 quelconque des revendications précédentes dans lequel le treillis métallique est associé à un treillis secondaire présentant un maillage de plus petite dimension caractéristique que le treillis métallique, 6. Dispositif selon la revendication récédente dans lequel le treillis secondaire i parmi un treillis tissé, une bionatte et un géotextile. 25 Dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant plusieurs courbures de première orientation. 8. Dispositif pour la contention d ents granulaires selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant plusieurs courbures de 30 seconde orientation. 13 9. Dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon l'une quel. 11 des revendications précédentes dans lequel le treillis métallique présente une portion sensiblement plane et dans lequel a^ moins deux courbures sont anencées pour conduire un fil métallique hors du plan de ladite portion du 5 treillis métallique, de préférence sensiblement parallèle audit plan, inférieure sa:sltïf pour la contention d'éléments granulaires selon la s lequel le fil métallique hors du plan présente une longueur ajorité de fils métalliques du treillis métallique, ispositif pour la contention d'éléments granulaires selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite au moins une courbure de première orientation et ladite au moins une courbure de deuxième - - orientation sont des plis. 12. Dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel un agencement de 15 courbures est configuré pour permettre au dispositif d'être auto-stable, 13, Dispositif pour la contention d'éléments gr selon rune quelconque des revendications dans lequel le treillis métallique comporte des fils munis d'un revêtement métallique, le revêtement métallique étant de préférence choisi parmi le zinc ou un alliage comportant du zinc et/ou de l'aluminium. 20 14. Procédé de fabrication d'un dispositif pour la content d'éléments granulaires selon l'une quelconque des revendications précédentes portant première étape de pliage d'un treillis métallique selon une entière di te deuxiei net te de pliage du treillis métallique selon à la première direction. une étape s don non colin 25 15 Ouvrage en sol renforcé comprenant un dispositif pour la contention d'éléments granulaires selon Pune quelconque des revendications 1 à 13, pluralité d'éléments granulaires contenus par ledit dispositif, s éléments gra de préférence de nature minérale, 30 - au moins un ment de renforcement de sol métallique ou polymérique'