Brevet FR3122192A1 — publié le 20221028

Blindage modulaire pour excavation de chantier ainsi qu’un kit permettant de construire un tel blindage modulaire, le kit comprenant une pluralité de modules (11, 12, 13, 14), destinés à être assemblés les uns avec les autres, chaque module (11, 12, 13, 14) possédant une hauteur H multiple d’une hauteur de base H 0 , dans lequel chaque module (11, 12, 13, 14) comprend un cadre métallique et une plaque rapportée sur le cadre, et dans lequel le cadre et la plaque possèdent des alésages positionnés de sorte à permettre l’assemblage des modules. Fig. 1. Blindage modulaire pour excavation de chantier Le présent exposé concerne un blindage modulaire pour excavation de chantier ainsi qu’un kit permettant de construire un tel blindage modulaire. Ce blindage peut être utilisé pour tout type de chantiers, et notamment pour des chantiers de voirie pour réaliser la pose ou la maintenance de canalisations. De nombreux chantiers de travaux publics nécessitent la réalisation d’excavations peu profondes, de l’ordre de 2 m de profondeur : c’est notamment le cas des chantiers de pose ou de maintenance des réseaux enterrés, notamment les réseaux d’eau potable. De telles excavations requièrent la mise en place d’un blindage permettant de retenir les parois de l’excavation afin de protéger les ouvriers travaillant dans l’excavation. Traditionnellement, un tel blindage est réalisé par un bardage de planches de bois retenues par des traverses et des étais. Toutefois, un tel blindage est fastidieux à mettre en place et requière certaines compétences de charpentier que peu d’ouvriers du domaine des réseaux enterrés maîtrisent véritablement. De plus, un tel blindage nécessite la mise en place d’un grand nombre d’étais entravant la circulation et le travail dans l’excavation. D’autres blindages plus modernes utilisent des planches ou des plaques préfabriquées, le plus souvent en métal, qui peuvent s’assembler les unes aux autres avec des pièces d’assemblage spéciales. Toutefois, l’expérience montre que ces pièces d’assemblage spéciales sont facilement perdues sur les chantiers, ce qui conduit à de fréquentes paralysies du chantier le temps de recommander de nouvelles pièces d’assemblage. De telles paralysies sont particulièrement critiques dans certains pays d’Afrique ou d’Amérique du Sud dans lesquels de telles pièces d’assemblage doivent être importées, avec les problématiques de délais de livraison, de douanes et de coûts que cela représente. De plus, ces blindages préfabriqués sont généralement très lourds, ce qui entraîne des problèmes de manutention, et peu modulables, ce qui entraîne des problèmes d’adaptation du blindage à la réalité du terrain, le sous-sol pouvant en effet être traversé par un grand nombre de réseaux différents, à différentes hauteurs et dans différentes directions. Il existe donc un réel besoin pour un blindage modulaire pour excavation de chantier, ainsi qu’un kit permettant de construire un tel blindage modulaire, qui soit dépourvu, au moins en partie, des inconvénients inhérents aux configurations connues précitées. Le présent exposé concerne un kit pour réaliser un blindage modulaire pour excavation de chantier, comprenant une pluralité de modules, destinés à être assemblés les uns avec les autres, dont au moins deux n’ont pas la même hauteur, dans lequel chaque module possède une largeur L et une hauteur H pouvant s’écrire sous la forme H = k.H 0 où k est un entier strictement positif et H 0 est une constante, dans lequel chaque module comprend - un cadre métallique, rectangulaire, formé de montants métalliques assemblés entre eux, le cadre possédant la largeur L et la hauteur H du module, et - une plaque, rapportée sur le cadre, la surface de la plaque opposée au cadre formant une surface de soutènement, dans lequel chaque surface latérale du cadre est munie d’au moins un alésage, cet alésage étant prévu à une distance E 0 de la surface de soutènement, E 0 étant une constante, et à une distance D d’un angle du cadre, cette distance D pouvant s’écrire sous la forme D = l.H 0 +uD 0 où l est un entier compris entre 0 et k, u est égal à +1 ou -1 et D 0 est une constante, dans lequel la plaque est munie d’au moins un alésage, cet alésage étant prévu à la distance E 0 d’un premier bord latéral du module et à une distance D’ d’un deuxième bord latéral du module adjacent au premier bord latéral, cette distance D’ pouvant s’écrire sous la forme D’ = l’.H 0 +u’D 0 où l’ est un entier compris entre 0 et k, et u’ est égal à +1 ou -1. Ce kit se compose ainsi de modules ayant plusieurs hauteurs différentes mais multiples d’une unité de hauteur commune. Il est ainsi possible de combiner librement plusieurs modules de hauteurs différentes afin d’atteindre la hauteur de son choix, ou laisser un vide dans le blindage pour laisser passer une canalisation par exemple, sans que cela ne crée un décalage latéral et n’entrave donc l’assemblage correct des modules. On peut ainsi construire un blindage qui s’adapte parfaitement aux spécificités de chaque excavation. A cet égard, il est utile de préciser que les modules peuvent s’étendre au sein du blindage aussi bien dans la direction verticale que la direction horizontale, dans le référentiel de l’excavation : autrement dit, la direction de la hauteur du module peut tout à fait s’étendre dans une direction latérale de l’excavation. Une stratégie de panachage et/ou d’alternance des tailles de modules peut également renforcer la structure du blindage dans son ensemble : par exemple, il est possible d’assembler les modules en quinconce tout en assurant que les bords inférieurs et supérieurs du blindage restent rectilignes. Les différentes parois d’un même blindage peuvent également être fixées entre elles grâce à un tel assemblage. On obtient ainsi un blindage plus solide, ce qui permet de réduire, voire de rendre superflu, le recours aux étais : la circulation et le travail dans l’excavation s’en trouve alors facilités. De plus, l’assemblage peut se faire de manière particulièrement simple, en utilisant par des exemples des tiges traversant des alésages coïncidents des modules adjacents : aucune pièce d’assemblage particulière n’est donc nécessaire. De telles tiges, du type boulon par exemple, peuvent en particulier être trouvées facilement dans tous les pays du monde. Les modules eux-mêmes bénéficient également d’une construction très simple, ce qui permet, le cas échéant, de construire ces modules localement, à partir de matériaux de base facilement disponibles dans tous les pays du monde. Ils bénéficient également d’une masse réduite et d’une grande compacité, ce qui facilite leur transport et leur manutention. Dans certains modes de réalisation, les modules présentent au moins trois hauteurs différentes, de préférence au moins quatre hauteurs différentes. On obtient ainsi une très grande modularité. Dans certains modes de réalisation, le kit comprend un premier ensemble de modules pour lesquels k=1, un deuxième ensemble de modules pour lesquels k=2 et un troisième ensemble de modules pour lesquels k=3. De préférence, il comprend en outre un quatrième ensemble de modules pour lesquels k=4. Dans certains modes de réalisation, H 0 est compris entre 200 et 500 mm, de préférence entre 250 et 350 mm. En pratique, H 0 peut être égal à 300 mm. Dans certains modes de réalisation, la largeur L de chaque module peut s’écrire sous la forme L = m.L 0 où m est un entier strictement positif et L 0 est une constante. Tous les modules possèdent donc des largeurs multiples d’une unité de largeur commune, ce qui permet une modularité également dans le sens de la largeur. Dans certains modes de réalisation, L 0 est égal H 0 . De cette manière, les modules peuvent être inclinés à 90° par rapport à leurs voisins sans entraver la modularité de l’ensemble. De préférence, m est compris entre 1 et 3. De préférence encore, m ne prend qu’une seule valeur, par exemple 2. Dans certains modes de réalisation, les montants du cadre d’au moins un, et de préférence chaque, module comprennent des profilés de section rectangulaire. De tels profilés sont légers, robustes et faciles à se procurer dans le monde entier. Dans certains modes de réalisation, les montants du cadre d’au moins un, et de préférence chaque, module sont assemblés entre eux par soudure, de préférence à 45°. La fabrication des cadres peut ainsi être réalisée facilement, sur place, dans un petit atelier de chantier. Dans certains modes de réalisation, le cadre d’au moins un, et de préférence chaque, module est en aluminium. Le cadre est ainsi particulièrement léger. Dans certains modes de réalisation, le cadre d’au moins un module comprend au moins un montant additionnel formant une poutre s’étendant entre deux montants opposés du cadre. Une telle poutre permet de renforcer la tenue du module, par exemple lorsque celui-ci présente une hauteur plus importante que sa largeur. Cette poutre peut être réalisée à partir d’un profilé de même nature que les autres montants du cadre. Dans certains modes de réalisation, le cadre d’un module de hauteur H = k.H 0 comprend k-1 poutres, s’étendant de préférence dans la direction de la largeur et prévues de préférence à intervalle régulier dans la direction de la hauteur. Il est ainsi possible de déterminer facilement à quel ensemble appartient un module, c’est-à-dire déterminer sa valeur de k, en comptant le nombre de cellules délimitées entre les montants d’un module donné. De plus, on forme ainsi un blindage muni d’un réseau de montants verticaux et horizontaux, ce qui renforce la tenue mécanique du blindage. Dans certains modes de réalisation, la plaque d’au moins un, et de préférence chaque, module est un panneau de contreplaqué, de préférence bakelisé. De tels panneaux résistent bien aux intempéries et sont faciles à se procurer dans le monde entier. Dans certains modes de réalisation, l’épaisseur de la plaque d’au moins un, et de préférence chaque, module est comprise entre 10 et 30 mm, par exemple égale à 20 mm. Dans certains modes de réalisation, la largeur et la hauteur de la plaque d’au moins un, et de préférence chaque, module sont égales à la largeur et la hauteur, respectivement, du cadre sur laquelle elle est rapportée. La plaque ne dépasse donc pas sur le cadre, ce qui assure une très bonne compacité. Dans certains modes de réalisation, la plaque d’au moins un, et de préférence chaque, module est rapportée sur le cadre à l’aide de vis. La fabrication des modules peut ainsi être réalisée facilement, sur place, dans un petit atelier de chantier. Dans certains modes de réalisation, le cadre d’au moins un, et de préférence chaque, module est muni, pour chaque alésage prévu dans sa surface latérale, d’un deuxième alésage prévu en vis-à-vis dans sa surface interne. La tige d’assemblage peut ainsi traverser complètement le montant. Dans certains modes de réalisation, D 0 est égal à H 0 /2. De cette manière, les alésages se situent au milieu de chaque cellule du module dans le sens de la hauteur. On réduit également le nombre d’alésages sans réduire la modularité de l’ensemble puisque dans ce cas on obtient l’égalité suivante : l.H 0 +D 0 = (l+1).H 0 -D 0 . Dans certains modes de réalisation, E0 est fixé de telle sorte que l’alésage se situe au milieu du montant dans la direction de la profondeur lorsque la plaque est rapportée sur le cadre. Dans certains modes de réalisation, au moins un, et de préférence chaque, alésage du cadre possède un diamètre compris entre 15 et 40 mm, de préférence entre 20 et 30 mm. Dans certains modes de réalisation, le cadre d’au moins un, et de préférence chaque, module possède un réseau d’alésages de telle sorte que, pour tout l compris entre 0 et k et tout u égal à +1 ou -1, il existe un alésage prévu à la distance D = l.H 0 +uD 0 de chaque angle du cadre. Naturellement, on vérifie cette relation tant qu’elle aboutit à un point situé sur le cadre. On obtient ainsi un réseau d’alésages permettant une modularité complète d’assemblage. Dans certains modes de réalisation, au moins un, et de préférence chaque, alésage de la plaque possède un diamètre compris entre 15 et 40 mm, de préférence entre 20 et 30 mm. Dans certains modes de réalisation, la plaque d’au moins un, et de préférence chaque, module possède un réseau d’alésages de telle sorte que, pour tout l’ compris entre 0 et k et tout u’ égal à +1 ou -1, il existe un alésage prévu à la distance D’ = l’.H 0 +u’D 0 de chaque bord latéral du module. Naturellement, on vérifie cette relation tant qu’elle aboutit à un point situé sur la plaque. On obtient ainsi un réseau d’alésages permettant une modularité complète d’assemblage. Dans certains modes de réalisation, le kit comprend en outre un panier de stockage possédant un volume de rangement dont deux dimensions sont des multiples de H 0 et L 0 . Grâce à ces dimensions multiples de H 0 et L 0 , il est possible de stocker sans perte de place un grand nombre de modules. Il facilite également la livraison et le transport des modules. Le présent exposé concerne également un blindage modulaire pour excavation de chantier, comprenant une pluralité de modules, construit à partir d’un kit selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents, dans lequel au moins un premier module est assemblé à un deuxième module voisin en passant une tige dans deux alésages coïncidents des premier et deuxième modules. Autrement dit, toutes les caractéristiques décrites pour les modules du kit ci-dessus, et tous les effets techniques associés, peuvent se transposer directement aux modules de ce blindage. Par ailleurs, la tige utilisée pour l’assemblage peut être de n’importe quelle nature : il peut notamment s’agir d’une tige filetée associée à des écrous ou bien encore d’un boulon. Dans certains modes de réalisation, au moins deux modules sont assemblés l’un au-dessus de l’autre. Il est ainsi possible de monter une paroi verticalement. Dans certains modes de réalisation, au moins deux modules sont assemblés l’un à côté de l’autre, dans le même plan. Il est ainsi possible de monter une paroi horizontalement. Dans certains modes de réalisation, au moins deux modules sont assemblés perpendiculairement. Il est ainsi possible de monter un blindage possédant deux parois perpendiculaires. Dans certains modes de réalisation, le blindage prend la forme d’un caisson formant un contour fermé. Ce caisson peut par exemple posséder un contour rectangulaire. Le blindage est ainsi autoportant : il peut alors être assemblé en surface puis être descendu dans l’excavation. De plus, le blindage possède ainsi une grande résistance mécanique, ce qui permet de réduire, voire de rendre superflu, le recours aux étais. Dans certains modes de réalisation, le caisson comprend au moins un passage configuré pour laisser passer une canalisation. Ce passage peut facilement être obtenu en laissant vide une cellule du module, c’est-à-dire en ne mettant en place aucun module au niveau de cette cellule. Dans certains modes de réalisation, le caisson possède une hauteur totale supérieure ou égale à 1,5 m, de préférence supérieure ou égale à 2 m. Dans certains modes de réalisation, le blindage comprend au moins un anneau de suspension rapporté sur le cadre d’au moins un module. Un tel anneau de suspension peut facilement être mis en place grâce aux alésages du blindage. Il facilite la manutention du blindage, en particulier lorsque le blindage est construit en surface puis descendu dans l’excavation. Dans certains modes de réalisation, le blindage comprend au moins un pieu rapporté sur le cadre d’au moins un module. Un tel pieu peut facilement être mis en place grâce aux alésages du blindage. Il permet, en se fichant dans la terre au fond de l’excavation, d’ancrer le blindage dans l’excavation. Dans certains modes de réalisation, le blindage comprend au moins un étai, l’étai s’étendant horizontalement et possédant deux platines opposées, chaque platine étant engagée sur un montant de l’un des modules. Un tel étai peut être utile pour les excavations de grande dimension. Grâce à la structure modulaire du blindage, il est facile de trouver deux montants situés l’un en face de l’autre. Dans certains modes de réalisation, le blindage comprend au moins un garde-corps rapporté sur le cadre d’au moins un module. Un tel garde-corps peut facilement être mis en place grâce aux alésages du blindage. Il permet de réduire le risque de chute dans l’excavation et renforce donc la sécurité du chantier. Dans le présent exposé, les termes «°hauteur°», «°largeur » et leurs dérivés sont définis de manière conventionnelle pour les modules ; les termes « vertical », « horizontal », « latéral », « inférieur », « supérieur » et leurs dérivés sont quant à eux définis par rapport à l’excavation et donc par rapport au blindage. Les caractéristiques et avantages précités, ainsi que d'autres, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, d'exemples de réalisation du kit et du blindage modulaire proposés. Cette description détaillée fait référence aux dessins annexés. Les dessins annexés sont schématiques et visent avant tout à illustrer les principes de l’exposé. Sur ces dessins, d’une figure à l’autre, des éléments (ou parties d’élément) identiques sont repérés par les mêmes signes de référence. La est une vue en perspective d’un blindage. La représente le blindage de la en position dans une excavation. La est une vue en perspective d’un module de taille 1. La est une autre vue en perspective de ce module de taille 1. La est une vue de face du module de taille 1. La est une vue de côté du module de taille 1. La est une vue de dos du module de taille 1. La est une vue de dessus du module de taille 1. La est une vue en perspective d’un module de taille 2. La est une autre vue en perspective de ce module de taille 2. La est une vue de face du module de taille 2. La est une vue de côté du module de taille 2. La est une vue de dos du module de taille 2. La est une vue de dessus du module de taille 2. La est une vue de face d’un module de taille 3. La est une vue de côté du module de taille 3. La est une vue de face d’un module de taille 4. La est une vue de côté du module de taille 4. La représente deux modules assemblés latéralement. La représente deux modules assemblés perpendiculairement. La représente un garde-corps. La représente un panier de stockage vide. La représente un panier de stockage dans lequel des modules sont rangés. La représente deux paniers de stockage superposés. Kit pour réaliser un blindage modulaire pour excavation de chantier, comprenant une pluralité de modules (11, 12, 13, 14), destinés à être assemblés les uns avec les autres, dont au moins deux n’ont pas la même hauteur, dans lequel chaque module (11, 12, 13, 14) possède une largeur L et une hauteur H pouvant s’écrire sous la forme H = k.H 0 où k est un entier strictement positif et H 0 est une constante, dans lequel chaque module (11, 12, 13, 14) comprend - un cadre métallique (20), rectangulaire, formé de montants métalliques (21) assemblés entre eux, le cadre (20) possédant la largeur L et la hauteur H du module (11, 12, 13, 14), et - une plaque (30), rapportée sur le cadre (20), la surface de la plaque (30) opposée au cadre (20) formant une surface de soutènement (32), dans lequel chaque surface latérale du cadre (20) est munie d’au moins un alésage (25), cet alésage (25) étant prévu à une distance E 0 de la surface de soutènement (32), E 0 étant une constante, et à une distance D d’un angle (26) du cadre (20), cette distance D pouvant s’écrire sous la forme D = l.H 0 +uD 0 où l est un entier compris entre 0 et k, u est égal à +1 ou -1 et D 0 est une constante, dans lequel la plaque (30) est munie d’au moins un alésage (35), cet alésage (35) étant prévu à la distance E 0 d’un premier bord latéral (33) du module (11, 12, 13, 14) et à une distance D’ d’un deuxième bord latéral (33) du module (11, 12, 13, 14) adjacent au premier bord latéral (33), cette distance D’ pouvant s’écrire sous la forme D’ = l’.H 0 +u’D 0 où l’ est un entier compris entre 0 et k, et u’ est égal à +1 ou -1. Kit selon la revendication 1, dans lequel les modules (11, 12, 13, 14) présentent au moins trois hauteurs H différentes, de préférence au moins quatre hauteurs H différentes. Kit selon la revendication 1 ou 2, dans lequel H 0 est compris entre 200 et 500 mm, de préférence entre 250 et 350 mm. Kit selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la largeur L de chaque module (11, 12, 13, 14) peut s’écrire sous la forme L = m.L 0 où m est un entier strictement positif et L 0 est une constante, et dans lequel L 0 est égal H 0 , m étant de préférence compris entre 1 et 3, de préférence encore égal à 2. Kit selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les montants (21) du cadre (20) d’au moins un module (11, 12, 13, 14) comprend des profilés de section rectangulaire, dans lequel les montants (21) du cadre (20) d’au moins un module (11, 12, 13, 14) sont assemblés entre eux par soudure (22), de préférence à 45°, et dans lequel le cadre (20) d’au moins un module (11, 12, 13, 14) est en aluminium. Kit selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la plaque (30) d’au moins un module (11, 12, 13, 14) est un panneau de contreplaqué, de préférence bakelisé. Kit selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel D 0 est égal à H 0 /2. Kit selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le cadre (20) d’au moins un module (11, 12, 13, 14) possède un réseau d’alésages (25) de telle sorte que, pour tout l compris entre 0 et k et tout u égal à +1 ou -1, il existe un alésage (25) prévu à la distance D = l.H 0 +uD 0 de chaque angle (26) du cadre (20), et dans lequel la plaque (30) d’au moins un module (11, 12, 13, 14) possède un réseau d’alésages (35) de telle sorte que, pour tout l’ compris entre 0 et k et tout u’ égal à +1 ou -1, il existe un alésage (35) prévu à la distance D’ = l’.H 0 +u’D 0 de chaque bord latéral (33) du module (11, 12, 13, 14). Blindage modulaire pour excavation de chantier, comprenant une pluralité de modules (11, 12, 13, 14), construit à partir d’un kit selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel au moins un premier module (11, 12, 13, 14) est assemblé à un deuxième module voisin (11, 12, 13, 14) en passant une tige (41) dans deux alésages (25, 35) coïncidents des premier et deuxième modules (11, 12, 13, 14). Blindage modulaire selon la revendication 9, prenant la forme d’un caisson formant un contour fermé, et dans lequel le caisson comprend au moins un passage (3) configuré pour laisser passer une canalisation (8).