Brevet FR3105273A1 — publié le 20210625

Ensemble prêt à monter, des pièces permettant de barrer un torrent pour maintenir un passage à gué à niveau fixe. L’invention s’applique à des torrents de montagne qui n’ont pas atteint leur profil d’équilibre et creusent leur lit à chaque crue, empêchant ainsi qu’un passage à gué stable permette de les traverser. L’ensemble est installé dans une tranchée provisoire et comporte des poteaux en forme de H (1) sur semelle, séparés par des madriers de mélèze non jointifs (9) et recouverts par une lierne de liaison (4) clavetée sur lesdits poteaux constituant la paroi verticale perméable de la structure. La tranchée étant remblayée sur ladite paroi installée on vient accrocher des tôles (3) constituant un déversoir qui projette l’eau du torrent vers l’aval et empêche l’affouillement au pied du dispositif. Cet équipement permet de conserver un niveau fixe au passage à gué, ce qui est l’objet de l’invention. Ensemble prêt à monter, des pièces permettant de barrer un torrent pour maintenir un passage à gué à niveau fixe. Le dispositif objet de l’invention concerne des torrents de montagne qui n’ont pas atteint leur profil d’équilibre et creusent leur lit à chaque crue, empêchant ainsi qu’un passage à gué stable permette de les traverser. Le même principe peut d’ailleurs être avantageusement utilisé pour ralentir la vitesse du courant d’une petite rivière à forte pente afin de limiter son agressivité érosive sur le fond du lit et les berges la pérennité d’un passage à gué étant alors sans objet. Pour être complète, la description de l’art antérieur doit prendre en compte l’environnement climatique du passage à gué concerné. Lorsque le site est exempt de gel, un radier en béton armé avec un profil transversal concave suffisamment creux pour canaliser l’eau et pas trop creux pour permettre la circulation des véhicules, est une solution convenable et pérenne. Lorsque le site concerné est en haute montagne, soumis à des périodes de gel intense, les solutions consistent soit à créer un radier à base de blocs de pierre assez gros (lorsqu’on en trouve sur le site) de 0,1 à 0,2 m 3 jointoyés par un mortier de ciment, soit à créer un barrage massif en béton, dans toute l’épaisseur et la largeur du lit du torrent, dont la crête fixe le niveau du passage à gué. La première solution ne dure que quelques années, le gel et l’érosion provoquant la dislocation du radier. La seconde est plus pérenne mais elle doit résister à la poussée de l’eau ; elle est donc lourde et par conséquent très onéreuse car elle nécessite des moyens de réalisation importants et éventuellement l’hélicoptère lorsqu’il n’y a pas d’accès suffisant pour des engins de génie civil. L’ensemble selon l’invention permet de remédier à ces inconvénients, et éventuellement d’autres susceptibles de se présenter dans des cas particuliers non évoqués ci-dessus. Cet équipement en acier, sans béton, dont chaque élément a une masse inférieure à 500 k, peut être transporté sur le site par un véhicule léger ou un tracteur agricole et mis en place avec une pelle mécanique hydraulique de masse 2 à 5 t qui assure à la fois la manutention et les opérations de terrassement nécessaires. À cet effet ledit dispositif comporte essentiellement une paroi verticale perméable à l’eau d’infiltration circulant dans le lit, assemblée sur site, et un déversoir en tôle d’acier simplement accroché à son sommet qui le protège de l’affouillement aval et renforce sa stabilité par un effet de butons inclinés. Selon un mode de réalisation préférée, La paroi verticale du dispositif est composée de poteaux verticaux en profilés standard en acier en forme de H (1) de section 100x100 mm espacés d’un mètre environ , d’une hauteur de 2,5 m environ, ce qui constitue une solution moyenne assez résistante dans la plupart des cas, soudés sur une semelle(2) de 0,6 x 0,5 m en acier, reliés entre eux selon une solution préférée, par des madriers de mélèze (pratiquement imputrescible en milieu humide et anaérobie) non jointifs (9), encastrés entre les branches du H, maintenus séparés verticalement par des écarteurs (10) pour conférer à la paroi sa perméabilité à l’eau et aux éléments fins du sol de dimension inférieure à 5 mm. Cette double condition est capitale pour la stabilité de ladite paroi, car d’une part l’absence d’accumulation de l’eau supprime la poussée hydrostatique et d’autre part l’absence d’éléments fins dans le sol lui confère un très fort coefficient de frottement interne qui réduit considérablement sa poussée mécanique sur la paroi. Les poteaux (1) de ladite paroi sont reliés en tête et solidarisés par une lierne d’acier en forme de U inversé (4), comportant à l’intérieur du profil des taquets de recentrage permettant de garantir l’écartement des poteaux (1), bloquée sur lesdits poteaux (1) par un verrou de serrage (5) permettant à ladite lierne (4) de rigidifier la partie haute de la paroi verticale et de lui conférer sa résistance vis-à-vis des sollicitations horizontales du torrent. Le déversoir est constitué par des tôles d’acier (3) de forte épaisseur, supérieure à 10 mm, simplement posées, leur forme et leur poids constituant un accrochage suffisant sur la paroi verticale, permettant outre l’écoulement de l’eau du torrent une butée franche entre la paroi verticale et le lit du torrent, clavettées entre elles pour constituer avec la paroi verticale un ensemble mécanique rigide résistant dans son ensemble à la poussée du sol du lit en amont et aux sollicitations mécaniques de l’écoulement d’un torrent en crue charriant de gros éléments de pierre. Selon des modes de réalisation particuliers, La perméabilité de la paroi verticale est assurée par l’écartement vertical des madriers (9) grâce à des écarteurs (10) obtenus simplement, et de façon préférée, par des tronçons de profilé en acier en forme de U de 2 à 3 cm de longueur prélevés dans un profilé de dimension suffisante pour être simplement posés sur le madrier, sans qu’il soit nécessaire d’ajouter un moyen de fixation supplémentaire. La forme des tôles (3) qui dans une version préférée est obtenue à partir d’une tôle de dimensions standard du commerce, par exemple 1,5 x 3 m, sans autre préparation que des pliages permettant à la partie haute de réaliser une forme d’accrochage à la paroi verticale, à la partie basse une partie relevée perpendiculaire au plan d’écoulement jouant le rôle de brise vitesse du flot qui sans cela affouillerait l’aval du dispositif. La lierne (4) qui chapeaute les poteaux (1) de la paroi verticale en respectant leur écartement grâce à des taquets de recentrage (11) est solidarisée à chacun d’eux par un simple verrou (5) de forme appropriée, immobilisé par rotation, le serrage entre les éléments (1) et (4) résultant de la forme du doigt de contact du verrou sur l’aile du H du poteau (1) qui possède à cet effet une forme de pente capable d’absorber les tolérances de laminage des profilés. Les tôles (3) sont clavettées entre elles par des barres d’acier (7) enfilées dans des tubes fourreaux (8a) et (8b) de direction perpendiculaire à l’axe du torrent conférant ainsi au déversoir une unité fonctionnelle résistant dans son ensemble aux sollicitations mécaniques de l’écoulement du torrent en particulier lors des crues. Les tôles (3) sont perforées par un ensemble de trous en nombre et diamètre suffisants pour assurer une continuité à la perméabilité de la paroi verticale et créer une fonction anti – soulèvement contre les sous pressions que pourrait générer la circulation de l’eau qui percole au travers de l’installation. Les dessins annexés illustrent les différentes parties qui composent l’invention : La figure 1 représente une vue écorchée de l’ensemble du dispositif depuis l’aval de ladite invention, le sol du lit du torrent n’étant pas représenté pour la clarté de la figure. La figure 2 représente la paroi verticale perméable du dispositif avant pose des tôles (3) du déversoir, le sol du lit du torrent n’étant pas représenté. La figure 3 représente les tôles (3) du déversoir de ladite invention, le remblai aval n’étant pas représenté pour la clarté de la figure, avec tous les détails explicitant les fourreaux (8a) et (8b) avec les barres de clavetage (7), les trous de circulation de l’eau percolant au travers du dispositif pour éviter sa mise en pression et le soulèvement, le pliage d’accrochage sur la paroi verticale et le pliage de la base destiné à briser le flot de l’eau des crues ; tous ces détails fonctionnels sont par ailleurs explicités sur des dessins particuliers des figures 4, 5 et 6. La figure 4 représente la coupe de ladite paroi verticale et des tôles (3) du déversoir dans la configuration finale de l’invention. La figure 5 représente en coupe la partie supérieure de ladite invention, montrant en particulier la lierne (4) et sa fixation par le verrou (5), la façon de mettre en place ledit verrou et enfin l’accrochage des tôles (3) sur la paroi verticale par leur formage obtenu par un simple pliage. La figure 6 représente le principe de clavetage horizontal des tôles (3) par les barres (7) qui permet de rendre continu l’ensemble des dites tôles (3) du déversoir, quelque soit sa longueur. La figure 7 montre les fourreaux (8a) et (8b) en mettant en évidence le jeu J qu’ils procurent aux barres de clavetage (7) pour leur mise en place aisée lors de la pose à l’avancement des tôles (3). À noter que le jeu J des barres (7) de diamètre Φ dans lesdits fourreaux, lorsqu’il respecte les limites de l’inégalité 0,4 Φ À ce stade de la description du mode de réalisation préféré de l’invention, il importe de préciser les deux phases qui président à sa mise en place sur le site : La première phase est la réalisation en atelier de l’ensemble des pièces de ce véritable « mécano » constitutif de l’invention, La seconde phase concerne les opérations d’installation sur le site qui ne comportent que du terrassement et des manutentions d’assemblage, toutes opérations pouvant être exécutées de façon préférentielle avec une pelle mécanique hydraulique de petite taille, définie par sa masse comprise entre 2 et 5 tonnes, grâce à la précision de ses mouvements. La construction se passe alors de la façon suivante : Approvisionnement sur le site d’installation de l’ensemble des pièces du « mécano » avec un véhicule de préférence à 4 roues motrices de charge utile 2 à 4 tonnes ou avec un tracteur agricole et sa remorque. Exécution avec la pelle hydraulique de la tranchée pour installer la paroi verticale, en une seule fois si il n’y a pas d’eau dans le torrent, en deux fois avec déviation préalable de l’eau sur une moitié du lit et répétition pour la seconde moitié. Pose des poteaux verticaux (1) avec la pelle hydraulique grâce à un trou de manutention de 25 mm dans l’âme du H au sommet desdits poteaux qui permet de les suspendre, les 2 premiers d’abord, les autres à l’avancement l’un après l’autre. Pose immédiate entre la première paire desdits poteaux des madriers (9), chaque madrier étant séparé du suivant par la pose de 2 écarteurs (10). Après la pose du 3 e poteau installation de l’élément de lierne (4) de 3 m de longueur par exemple et blocage immédiat avec le verrou (5) qui passe au travers de la paroi verticale de ladite lierne dans une ouverture oblongue prenant en compte les tolérances de pose, puis au travers de l’aile du H du poteau (1) par une autre ouverture oblongue, ajustée à la dimension du doigt de serrage dudit verrou (5), avant de lui imposer la rotation d’immobilisation. Le cycle de pose se poursuit ainsi pour constituer toute la paroi verticale. La suite des opérations se poursuit alors par le remblaiement de la fouille avec les matériaux du lit jusqu’à hauteur totale de la paroi verticale à l’amont et en « talutant » à l’aval à 45° à partir du sommet de la paroi verticale. La pose des tôles (3) peut alors intervenir avec le cycle d’opérations suivant : Pose de la première à l’une des extrémités de la paroi verticale, Pose de la seconde contre la précédente, Pose des barres de clavetage (7) des 2 premières selon les dispositions de la figure 5 , Poursuite du cycle par la pose de 2 tôles (3) suivantes, immédiatement clavetées entre elles ainsi qu’à la 2 e tôle posée, selon les dispositions de la figure 5 et ce jusqu’à pose complète de tout le déversoir. La dernière opération consiste à recouvrir le pied du déversoir avec les matériaux du lit jusqu’à une hauteur compatible avec l’écoulement de l’eau sur le lit aval du torrent. Il faut insister sur le fait que l’installation du dispositif ne nécessite que 2 personnes, le conducteur de la pelle et un assistant, ce qui contribue également à l’économie du dispositif. Ce qui précède constitue un exemple non limitatif d’une disposition selon les principes de la présente invention. Les dimensions des différents éléments ont été choisies pour constituer un ensemble cohérent mais sont nullement obligatoires et susceptibles de modifications pour s’adapter à la configuration du site. Ce type d’installation concerne plus particulièrement tous les utilisateurs des chemins de montagne pour des besoins agricoles, forestiers, militaires, pastoraux et même touristiques. En appliquant les mêmes principes on peut créer des installations sur des petites rivières à forte pente afin de ralentir la vitesse d’écoulement, limiter l’érosion du lit et des berges. Les utilisateurs sont alors différents car il ne s’agit plus de permettre une circulation sur des passages à gué mais de gérer un profil d’écoulement de petites rivières. Dispositif installé en travers du lit d’un torrent de montagne destiné à maintenir à un niveau fixe ledit lit afin de permettre à un passage à gué installé à ce niveau, de pouvoir laisser traverser à tout moment des piétons et des véhicules, caractérisé en ce qu’il se compose d’une paroi verticale composée de poteaux verticaux(1) en profilés standard en acier en forme de H, perméable aux eaux qui percolent dans le lit afin qu’elles ne se mettent pas en charge hydraulique contre ladite paroi, et d’un déversoir constitué par des tôles d’acier (3) de forte épaisseur accrochées sur ladite paroi, clavetées entre elles par des barres horizontales (7) conférant à l’ensemble du dispositif un comportement monolithique et donc une résistance mécanique d’ensemble face aux sollicitations du torrent en crue. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la paroi verticale est rendue perméable à l’eau et aux éléments fins du sol du lit grâce à un empilage de madriers de mélèze (9) encastrés entre les branches du H et maintenus séparés verticalement par des écarteurs (10). Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les poteaux verticaux (1) de la paroi verticale sont chapeautés par une lierne (4) en forme de U inversé, bloquée sur lesdits poteaux par des verrous (5), afin de maintenir leur écartement et de les solidariser entre eux. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que forme du verrou (5) fixé par rotation sur les poteaux (1) et la lierne (4), sa rotation créant une force de serrage desdites pièces en contact (1) et (4) grâce à la pente sur le doigt de serrage du contact du verrou (5) sur l’aile du H du poteau (1). Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tôles (3) du déversoir sont obtenues par simples pliages d’une tôle de dimensions standard. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la conception des barres de clavetage (7) qui, avec une seule longueur égale à 2 largeurs de tôle (3), permettent d’en assembler à l’avancement un nombre indéfini. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le relevé du pied de tôle (3) brise le flot en cas de crue et évite l’affouillement aval. Procédé de montage du dispositif selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte les étapes : Approvisionnement sur le site d’installation de l’ensemble des pièces du « mécano » avec un véhicule de préférence à 4 roues motrices de charge utile 2 à 4 tonnes ou avec un tracteur agricole et sa remorque. Exécution avec la pelle hydraulique de la tranchée pour installer la paroi verticale, en une seule fois si il n’y a pas d’eau dans le torrent, en deux fois avec déviation préalable de l’eau sur une moitié du lit et répétition pour la seconde moitié. Pose des poteaux verticaux (1) avec la pelle hydraulique grâce à un trou de 25 mm dans l’âme du H au sommet desdits poteaux qui permet de les suspendre, les 2 premiers d’abord, les autres à l’avancement l’un après l’autre. Pose immédiate entre la première paire desdits poteaux des madriers (9), chaque madrier étant séparé du suivant par la pose de 2 écarteurs (10). Après la pose du 3 e poteau installation de l’élément de lierne (4) de 3 m de longueur par exemple et blocage immédiat avec le verrou (5) qui passe au travers de la paroi verticale de ladite lierne dans une ouverture oblongue prenant en compte les tolérances de pose, puis au travers de l’aile du H du poteau (1) par une autre ouverture oblongue, ajustée à la dimension du doigt de serrage dudit verrou (5), avant de lui imposer la rotation d’immobilisation. Le cycle de pose se poursuit ainsi pour constituer toute la paroi verticale. La suite des opérations se poursuit alors par le remblaiement de la fouille avec les matériaux du lit jusqu’à hauteur totale de la paroi verticale à l’amont et en « talutant » à l’aval à 45° à partir du sommet de la paroi verticale. La pose des tôles (3) peut alors intervenir avec le cycle d’opérations suivant : Pose de la première à l’une des extrémités de la paroi verticale, Pose de la seconde contre la précédente, Pose des barres de clavetage (7) des 2 premières selon les dispositions de la figure 5 , Poursuite du cycle par la pose de 2 tôles (3) suivantes, immédiatement clavetées entre elles ainsi qu’à la 2 e tôle posée, selon les dispositions de la figure 5 et ce jusqu’à pose complète de tout le déversoir. La dernière opération consiste à recouvrir le pied du déversoir avec les matériaux du lit jusqu’à une hauteur compatible avec l’écoulement de l’eau sur le lit aval du torrent.