Brevet FR3105275A1 — publié le 20210625

Corps (2) d’un pieu de fondation (1) préfabriqué comprenant une structure interne (23) sur laquelle est au moins en partie positionnée une couche de béton (24) munie d’une pluralité de spires (25) saillantes, le corps (2) de pieu de fondation (1) comprenant une extrémité d’attaque (21) conçue pour être munie d’un taillant (4), caractérisé en ce qu’une extrémité de support (22) du corps (1) de pieu de fondation (1) est munie d’une zone d’attache (26) conçue pour coopérer avec un élément sommital (3) préfabriqué. Figure 1 Pieu de fondation préfabriqué muni d’un élément sommital préfabriqué L’invention concerne le domaine du génie civil plus particulièrement des pieux de fondation préfabriqués. Un pieu de fondation permet de renforcer une tenue mécanique par rapport au sol d’une charge destinée à être fixée sur le pieu de fondation. Autrement dit, l’utilisation d’un pieu de fondation augmente une contrainte mécanique pouvant être supportée par la charge. La charge peut être par exemple un poteau, tel qu’un poteau caténaire, ou un élément de bâti. Il existe plusieurs types de pieux de fondation choisis notamment en fonction d’une composition du sol, et des contraintes du chantier. Par exemple, la mise en place du pieu de fondation d’un poteau caténaire doit être réalisée rapidement, sans vibration afin de ne pas entrainer de dégradations sur les voies ferrées situées à proximité, et le pieu de fondation doit être en béton de manière à être utilisable dans des sols corrosifs. Une solution connue, décrite dans le brevet US4708530, consiste en un pieu de fondation préfabriqué en béton. Autrement dit, le pieu de fondation est fabriqué dans un lieu indépendant du lieu dans lequel il est destiné à être installé. Le pieu de fondation préfabriqué comprend un corps sensiblement rectiligne formé par une structure interne sensiblement tubulaire qui est recouverte d’une couche de béton de forme hélicoïdale. Le corps comprend à une première extrémité un taillant qui permet de percer le sol dans lequel le pieu est enfoncé. Une mise en place du pieu de fondation est réalisée en positionnant le taillant au contact du sol, puis en insérant le pieu de fondation par rotation, à la manière d’une vis. Le pieu de fondation est introduit dans le sol jusqu’à ce que seule une deuxième extrémité du corps, opposée à la première extrémité, soit accessible, c’est-à-dire au-dessus du sol. Après la mise en place du pieu de fondation préfabriqué, la deuxième extrémité est modifiée sur place de manière à créer une partie sommitale sur laquelle la charge pourra être fixée. Pour cela, la technique du recépage peut être utilisée. Autrement dit, la couche de béton de la deuxième extrémité est supprimée par piquage de manière à mettre à nu la structure interne, puis du béton est coulé sur la structure interne afin de noyer la structure et de créer la partie sommitale. Après séchage du béton, la charge peut être fixée sur la partie sommitale. La création de la partie sommitale par recépage présente plusieurs inconvénients. Tout d’abord, la technique de recépage met en œuvre plusieurs étapes différentes ce qui complexifie la logistique et augmente la durée de mise en place du pieu de fondation. En outre, l’étape de séchage du béton est particulièrement contraignante en fonction des conditions météorologiques. Par ailleurs, l’utilisation de béton liquide peut entrainer des déchets et une pollution des sols par la dissémination de béton en dehors de la zone prévue. Enfin, il y a un risque de malfaçon nécessitant une reprise de la partie sommitale. L’invention a pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients précités en proposant, un corps d’un pieu de fondation préfabriqué comprenant une structure interne sur laquelle est au moins en partie positionnée une couche de béton munie d’une pluralité de spires saillantes, le corps de pieu de fondation comprenant une extrémité d’attaque conçue pour être munie d’un taillant, caractérisé en ce qu’une extrémité de support du corps de pieu de fondation est munie d’une zone d’attache conçue pour coopérer avec un élément sommital préfabriqué. La structure interne du corps de pieu permet un renforcement mécanique du pieu, c’est-à-dire que la structure interne est conçue pour supporter l’ensemble des efforts mécaniques s’appliquant sur le pieu après sa mise en place. La couche de béton permet, d’une part un enfoncement facilité du pieu dans un sol grâce aux spires saillantes, préférentiellement de forme hélicoïdale, et d’autre part une protection mécanique, par exemple contre la corrosion, de la structure interne. L’extrémité d’attaque du corps est destinée à entrer en premier en contact avec le sol dans lequel le corps de pieu est enfoncé. Il s’agit de l’extrémité destinée à forer le sol. L’extrémité de support du corps est destinée à supporter une charge. Cette extrémité n’est pas enfoncée dans le sol mais reste généralement au niveau du sol. La zone d’attache présente à l’extrémité de support du corps est conçue pour recevoir un élément sommital préfabriqué. De cette manière, l’élément sommital n’est pas créé sur place mais préfabriqué en usine puis fixé sur le corps. Ainsi, la mise en place de l’élément sommital préfabriqué est rapide car elle ne nécessite qu’une étape de fixation sur la zone d’attache. En outre, le risque de malfaçon est diminué du fait de la préfabrication de l’élément sommital. Enfin, la mise en place ne nécessite pas d’apport de béton liquide sur le chantier pour fixer l’élément sommital. Selon une caractéristique de l’invention, la structure interne est réalisée en métal. Selon une caractéristique de l’invention, la structure interne comprend un tube. Selon une caractéristique de l'invention, la structure interne est creuse. Selon une caractéristique de l’invention, la zone d’attache est positionnée sur la structure interne. Ainsi, l’élément sommital est fixé sur l’élément du corps de pieu supportant les efforts mécaniques. Une liaison mécanique est créée entre l’élément sommital et le corps de pieu, renforçant les efforts pouvant être appliqués par la charge sur l’élément sommital. Selon une caractéristique de l'invention, la zone d’attache comprend un filetage. Ainsi la mise en place de l’élément sommital est particulièrement rapide puisqu’il s’agit d’une action de vissage. Selon une caractéristique de l'invention, l’extrémité d’attaque est munie d’un filetage conçu pour recevoir un filetage complémentaire présent sur un taillant. Ainsi la mise en place du taillant sur le corps est particulièrement rapide puisqu’il s’agit d’une action de vissage. L’invention porte également sur un élément sommital préfabriqué pour un corps de pieu de fondation préfabriqué selon l’invention, comprenant une embase conçue pour recevoir une charge, et une zone d’attache complémentaire conçue pour coopérer avec la zone d’attache du corps du pieu de fondation. L’embase est conçue pour être en contact avec la charge qui sera positionnée sur le pieu de fondation. La zone d’attache complémentaire est conçue pour permettre la fixation de l’élément sommital sur l’extrémité supérieur du corps du pieu de fondation au niveau de la zone d’attache. Ainsi la mise en place de l’élément sommital sur le pieu de fondation est réalisé facilement en faisant coopérer la zone d’attache complémentaire avec la zone d’attache. Selon une caractéristique de l'invention, l’embase comprend au moins une partie plane. Selon une caractéristique de l'invention, l’embase est réalisée en béton. Selon une caractéristique de l'invention, la zone d’attache complémentaire est réalisée en métal. Selon une caractéristique de l'invention, la zone d’attache complémentaire comprend un orifice conçu pour recevoir la zone d’attache. Ainsi la zone d’attache est conçue pour être insérée dans l’orifice. Il y a emboitement de la zone d’attache et de la zone d’attache complémentaire. Selon une caractéristique de l'invention, la zone d’attache complémentaire comprend un filetage. Ainsi le filetage de la zone d’attache complémentaire peut être vissé sur le filetage de la zone d’attache. De cette manière il y a un lien mécanique entre l’élément sommital et le corps du pieu qui améliore la résistance mécanique pouvant être supportée par le pieu. Selon une caractéristique de l'invention, la zone d’attache complémentaire comprend un corps de fixation conçu pour être au moins en partie introduit dans le corps de pieu de fondation. Le corps de fixation permet une fixation complémentaire de l’élément sommital au corps de pieu en étant introduit dans le corps de pieu, et préférentiellement dans la structure interne du corps. Le corps de fixation permet d’une part de renforcer la fixation de l’élément sommital sur le corps, et d’autre part de déterminer une orientation de l’élément sommital par rapport au corps de pieu. Selon une caractéristique de l'invention, le corps de fixation est fixé entre le corps et l’élément sommital au moyen de béton. L’invention porte également sur un pieu de fondation préfabriqué comprenant un corps selon l’invention, et une partie sommitale selon l’invention. Selon une caractéristique de l'invention, le pieu de fondation comprend un taillant vissé sur l’extrémité d’attaque. Enfin, l’invention porte sur un procédé d’installation d’un pieu de fondation préfabriqué selon l’invention, comprenant une étape d’introduction dans un sol par rotation du corps du pieu de fondation selon l’invention, puis un étape de fixation de l’élément sommital selon l’invention sur la zone d’attache du corps. Ainsi l’installation d’un pieu de fondation préfabriqué selon l’invention est particulièrement rapide. L’invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation selon la présente invention, donné à titre d’exemple non limitatif et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : est une représentation vue de face d’un pieu de fondation préfabriqué selon l’invention sur lequel est positionnée un poteau caténaire ; est une représentation vue en perspective d’un corps selon l’invention du pieu de fondation de la figure 1 ; est une vue de dessus d’un élément sommital préfabriqué selon l’invention ; est une vue de dessous de l’élément sommital préfabriqué selon l’invention ; est une vue en perspective d’un taillant selon l’invention ; Un pieu de fondation 1 préfabriqué selon l’invention comprend un corps 2, un élément sommital 3 et un taillant 4. Le corps 2 a une forme rectiligne cylindrique munie d’une extrémité d’attaque 21 et d’une extrémité de support 22. Le corps 2 comprend une structure interne 23 sur laquelle est positionnée une couche de béton 24 munie d’une pluralité de spires 25 saillantes. La structure interne 23 est un tube creux dont une face externe est recouverte de béton et une face interne est libre. La face interne comprend au niveau de l’extrémité d’attaque 21 un filetage. La face externe n’est pas recouverte de béton au niveau de l’extrémité de support 22 et comprend un filetage correspondant à une zone d’attache 26. Les spires 25 de la couche de béton 24 forment une hélice s’étendant le long du corps 2. L’élément sommital 3 préfabriqué a une forme globalement parallélépipédique qui comprend une embase 31 de béton dans laquelle est noyée un élément métallique formant une zone d’attache complémentaire 32. L’élément sommital 3 présente une face de dessus 33 et une face de dessous 34, opposée à la face de dessus 33. La zone d’attache complémentaire 32 comprend un orifice 32’ cylindrique d’un diamètre sensiblement égal au diamètre du filetage de la structure interne 23. L’orifice 32’ est traversant et présente une surface interne filetée. La zone d’attache complémentaire 32 comprend également un aménagement 32’’ sensiblement cylindrique, concentrique de l’orifice 32’. L’aménagement 32’’ est positionné sur la face de dessous 34 de l’élément sommital 3. L’aménagement 32’’ présente un diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur de la couche de béton 24 du corps 2 du pieu de fondation 1. L’aménagement 32’’ est muni d’un joint à lèvre. La zone d’attache complémentaire 32 comprend, en outre, un corps de fixation 35. Le corps de fixation 35 comprend une élongation en croix fixée à une extrémité sur une platine 36. La platine 36 est circulaire et a un diamètre sensiblement égal au diamètre de l’orifice L’embase 31 présente, sur la face de dessus 33, quatre tiges de fixation 37. Le taillant 4 comprend une partie de corps 41 cylindrique de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la structure interne 23. La partie de corps 41 comprend un filetage. En outre, le taillant 4 comprend une pointe de forage 42. Lors de l’installation du pieu de fondation 1 selon l’invention, on réalise tout d’abord une étape de mise en place du taillant 4. Lors de cette étape, le taillant 4, et plus particulièrement la partie de corps 41, est présenté en regard de l’extrémité d’attaque 21 du corps 2 du pieu de fondation 1, puis la partie de corps 41 est vissée dans le filetage de l’extrémité d’attaque 21 du corps 2 du pieu de fondation 1. Ensuite, on réalise une étape d’introduction dans laquelle on positionne le taillant 4 en regard du sol puis on insère le corps 2 du pieu de fondation 1 dans le sol par rotation de celui-ci, à la manière d’une vis. Lorsque le corps 2 est positionné dans le sol, seul l’extrémité de support 22 est libre, c’est à dire dépasse du sol. On réalise alors l’étape de fixation de l’élément sommital 3. Pour cela, on positionne l’élément sommital 3, et plus particulièrement la face de dessous 34 en regard de l’extrémité de support 22 du corps 2, puis on visse la zone d’attache complémentaire 32 sur la zone d’attache 26. Ainsi, l’élément sommital 3 est fixé sur le corps 2. On positionne alors le corps de fixation 35 dans l’orifice 32’ de sorte à l’introduire en partie dans la structure interne 23. Afin de fixer une orientation de l’élément sommital 3 par rapport au pieu de fondation 1, on réalise une étape d’orientation dans laquelle on oriente l’élément sommitale 3 puis on coule du béton dans la structure interne 23. De cette manière, le pieu de fondation 1 est renforcé par le béton et l’élément sommitale 3 est fixé dans une orientation prédéfinie. Pour finir, une charge 5 est fixée sur l’élément sommital 3 au moyen des tiges de fixations. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d’équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l’invention. Corps (2) d’un pieu de fondation (1) préfabriqué comprenant une structure interne (23) sur laquelle est au moins en partie positionnée une couche de béton (24) munie d’une pluralité de spires (25) saillantes, le corps (2) de pieu de fondation (1) comprenant une extrémité d’attaque (21) conçue pour être munie d’un taillant (4), caractérisé en ce qu’une extrémité de support (22) du corps (1) de pieu de fondation (1) est munie d’une zone d’attache (26) conçue pour coopérer avec un élément sommital (3) préfabriqué. Corps (2) d’un pieu de fondation (1) préfabriqué selon la revendication 1, dans lequel la zone d’attache (26) est positionnée sur la structure interne (23). Corps (2) d’un pieu de fondation (1) préfabriqué selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la zone d’attache (26) comprend un filetage. Corps (2) d’un pieu de fondation (1) préfabriqué selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’extrémité d’attaque (21) est munie d’un filetage conçu pour recevoir un filetage complémentaire présent sur le taillant (4). Elément sommital (3) préfabriqué pour un corps (2) de pieu de fondation (1) préfabriqué selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant une embase (31) conçue pour recevoir une charge (5), et une zone d’attache complémentaire (32) conçue pour coopérer avec la zone d’attache (26) du corps (2) du pieu de fondation (1). Elément sommital (3) préfabriqué selon la revendication 5, dans lequel la zone d’attache complémentaire (32) comprend un orifice (32’) conçu pour recevoir la zone d’attache (26). Elément sommital (3) préfabriqué selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel la zone d’attache complémentaire (32) comprend un filetage. Elément sommital (3) préfabriqué selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel la zone d’attache complémentaire (32) comprend un corps de fixation (35) conçu pour être au moins en partie introduit dans le corps (2) de pieu de fondation (1). Pieu de fondation (1) préfabriqué comprenant un corps (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, et une partie sommitale (5) selon l’une des revendications 5 à 8. Procédé d’installation d’un pieu de fondation (1) préfabriqué selon la revendication 9, comprenant une étape d’introduction dans un sol par rotation du corps (2) du pieu de fondation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, puis un étape de fixation de l’élément sommital (3) selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 sur la zone d’attache (26) du corps (2).