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I~VO 93/07345 PCT/FR92/00930
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SI~IJC~URE DE RESERWIR DE RETENUE D' EALT
La présente invention a pour objet un bloc de
feuilles juxtaposées et une structure de réservoir de
retenue d'eau, formée d'un ensemble de ces blocs, desti-
née à diverses utilisations, par exemple comme bassin
enterré de retenue d'eaux pluviales lors de très fortes
pluies, cette structure étant alors reliée à un réseau
collecteur d'amenée et d'évacuation des eaux.
Comme on le sait, le développement continu des
agglomérations urbaines se traduit par un accroissement
des surfaces de sol imperméabilisé. En particulier, les
parcs de stationnement (centres commerciaux, aéroports,
parcs de loisirs, etc.) et la voirie urbaine sont géné-
ralement des surfaces ëtanches ou presque, sur lesquel-
les les eaux de pluies ruissellent rapidement vers les
réseaux d'assainissement. Ces imperméabilisations ont
interdit l'infiltration directe des eaux de pluies. I1
en résulte que pendant de très fortes précipitations,
telles que celles qui surviennent à l'occasion d'orages,
des collecteurs connus pour des débits relativement
faibles peuvent étre saturés et des inondations en zone
urbaine se produire.
Une autre conséquence de ces surcharges des
réseaux d'évacuation des eaux (cas de réseaux unitaires)
est le rejet direct d'eaux polluées dans le milieu ré-
cepteur à travers les déversoirs d'orages, qui peut
avoir des effets particulièrement néfastes sur l'écosys-
tème.
Lorsque l'insuffisance est limitée à certains
tronsons du réseau, des renforcements sont possibles,
mais lorsque c'est l'ensemble du réseau qui approche de
la saturation, il est nécessaire de trouver de nouvelles
solutions, le renforcement d'une section pouvant entrai
ner un débordement à l'aval. Pour faire face à ces pro
~.
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..-.,
21209 ~
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blèmes, il est nécessaire soit de retarder considérable-
ment les écoulements (plusieurs heures étant parfois
nécessaires), soit d'éliminer tout débit (par infiltra-
tion des eaux de pluies par exemple), soit encore de
combiner ces deux solutions. Ceci est possible au moyen
d'une rétention temporaire des eaux de pluies, par des
bassins de retenue sous forme de réservoirs souterrains.
Les ouvrages, tels que parkings, chaussées,
terrains de sports etc, intégrant dans leur structure le
1~0 stockage des eaux de pluies dans un matériau poreux,
font partie de ces solutions, et sont appelées "structu-
res réservoirs". Le matériau poreux possède alors au
moins deux fonctions : hydraulique et mécanique, et est
généralement situé sous le niveau du terrain naturel.
Cela permet d'y rassembler facilement les eaux de ruis-
sellement. par w0-A-88 00 42_2 __
On connaît ainsi ~û e strûcture de réservoir
enterré de retenue d'eau, dont la partie supérieure est
constituée par une structure à alvéoles verticaux paral-
lèles entre eux, reposant sur une partie inférieure de
drainage horizontal des eaux, formée par exemple de
graves ou d'un matériau poreux.
Une telle structure de réservoir est longue à
installer, et nécessite en outre des moyens de mise en
oeuvre lourds, de sorte que sa réalisation est très oné
reuse. De plus, sa structure inférieure de drainage peut
après un certain temps, étre colmatée par l'accumulation
de sable entraîné par les eaux, et de ce fait rendre
inopérante l'ensemble de la structure.
L'invention a pour but de proposer une structure
de réservoir qui soit simple et rapide à mettre en pla-
ce, dont le prix de revient est donc considérablement
diminué par rapport à celui de la structure connue ci-
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dessus, et qui en puisse être colmatée par du sable ou des
débris.
La présente invention vise un bloc de feuilles
identiques juxtaposées, destiné à une structure de retenue
et de drainage d'eau ayant des collecteurs d'amenée et
d'évacuation d'eau, chaque feuille ayant des faces opposées
transversalement qui s'étendent longitudinalement et
transversalement, les feuilles étant jointes face à face,
les feuilles étant profilées de manière à délimiter entre
elles un ensemble d'alvéoles longitudinaux rectilignes,
pour former un réservoir de retenue d' eau, et des alvéoles
transversaux rectilignes pour établir des chemins laissant
passer l'eau entre les alvéoles longitudinaux, les alvéoles
longitudinaux étant ouverts â leurs extrémités opposées.
Dans un tel bloc, disposé de fanon que les
alvéoles longitudinaux s'étendent verticalement, l'eau
peut pénétrer par les alvéoles horizontaux, puis remplir
progress~veme,nt les alvéoles verticaux.
De préférence, la structure de réservoir selon
l'invention comprend au moins une couche de tels blocs
juxtaposés, disposés de façon que les alvéoles
longitudinaux s'étendent verticalement pour le stockage de
l'eau, et que les alvéoles transversaux s'étendent
horizontalement pour la circulation horizontale de l'eau
entre des collecteurs d'amenée et d'évacuation.
Les alvéoles horizontaux sont répartis sur la
plus grande partie de la longueur des alvéoles verti-
caux, c'est-à-dire des blocs, et assurent le drainage de
b eau pratiquement du haut jusqu'en bas des blocs, tan-
dis que les alvéoles verticaux de stockage assurent la
tenue mécanique de l'ensemble.
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Le fait que cette structure soit combinée pour
remplir simultanément les fonctions de drainage et de
stockage de l'eau, puis de ruissellement vertical de
l'eau, réduit considérablement la main d'oeuvre néces-
saire, ainsi que le prix de revient de la structure
elle-méme. Elle est avantageusement réalisée en une
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matière plastique appropriée, telle que par exemple du
polystyrène, du polypropylène ou du chlorure de polyvi-
nyle, ou toute autre matière thermoplastique. Ces blocs
alvéolaires sont particulièrement légers tout en ayant
une résistance mécanique qui peut étre ajustée aux be-
soins, ce qui économise donc les moyens lourds et oné-
reux de manutention nécessaires jusqu'à présent pour
mettre en place la couche inférieure de drainage.
D'autres particularités et avantages de l'inven
tion apparaitront au cours de la description qui va
suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en
illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple
non limitatif.
La figure 1 est une vue schématique en élévation
d'une forme de réalisation de la structure de réservoir
selon l'invention, dans laquelle cette structure fait
partie d'un bassin souterrain de retenue d'eau.
La figure 2 est une vue en perspective d'un bloc
constitutif de la structure alvéolaire selon l'inven
tion.
La figure 3 est une vue en élévation de l'élé-
ment de structure alvéolaire de la Fig.2.
La structure de réservoir de retenue d'eau
représentée à la Fig.l comprend, de bas en haut les
éléments suivants
- une membrane étanche 1, une partie alvéolaire 3 formée
de trois couches superposées 3.1, 3.2 et 3.3, un géotex-
tile 4, une couche de remblais 5 (ou de déblais utilisés
en remblais), et enfin une couche superficielle 6 de
terre végétale.
La structure alvéolaire (3) communique laté-
ralement avec des collecteurs T d'amenée et 8 d'évacua-
tion de l'eau accumulée dans cette structure, aux extré-
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mités de laquelle sont prévus des tubes 9, 11 d'aération
verticaux, qui débouchent dans la zone périphérique du
réservoir, dans les collecteurs 7 et 8.
La paroi 7a du collecteur ? contiguë à la face
5 terminale verticale de la structure 3 est ajourée sur
pratiquement toute sa hauteur, tandis que le collecteur
d'évacuation 8 est percé d'ouvertures au niveau de la
partie inférieure de la structure 3.
La structure 3 est constituée d'un ensemble de
blocs 12 à alvéoles juxtaposés (Fig.2 et 3). Chaque
élément ou bloc 12 est formé par l'assemblage d'une
série de feuilles identiques 13... 18 convenablement
profilées de manière à présenter une succession de bos
sages rectilignes 19 et d'évidements rectilignes 21
délimités par deux bossages 19 consécutifs. Ces évide-
ments ou gorges 21 et les bossages 19 sont alternés dans
les deux directions transversale et longitudinale de
manière à être disposés en quinconce. Ainsi dans la même
direction longitudinale, un bossage 19 est situé entre
deux évidements 21, de mème que dans la direction trans-
versale. Des plats inclinés 23 forment les zones de
transitions entre les bossages 19 et les évidements 21.
Les sommets des bossages 19 forment des plats
rectilignes 19a, alternés de chaque côté du plan médian
de la feuille 13, ...18.
Deux feuilles sont assemblées par collage ou
soudage de leurs bossages 19 en vis-à-vis par leurs
plats 19a, en délimitant entre eux ceux-ci et les évide-
ments 21 des alvéoles longitudinaux 22.
La succession des plats 23 de deux feuilles
accolées délimite entre ces deux feuilles des alvéoles
transversaux 10 perpendiculaires aux alvéoles longitudi-
naux 22, et dont la section est en losange. Ces alvéoles
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communiquent avec les alvéoles 22 successifs, ainsi
reliés entre eux et dont les extrémités opposées, ou-
vertes, forment les faces terminales du bloc 12.
Les longueurs des zones successives disposées en
5 quinconce ainsi réalisées peuvent être variables, de
même que le nombre de zones successives pour un méme
élément 12.
Dans l'exemple illustré aux dessins, chaque
feuille 13... d'un bloc 12 de feuilles 13-18 comporte
10 trois zones longitudinales A, B, C, dans lesquelles les
bossages 19 et les évidements 21 sont alternés en quin-
conce, la zone centrale B étant sensiblement de longueur
double de celle de chacune des deux zones d'extrémité A
et C. Ces zones sont séparées par des rangées parallèles
d'alvéoles transversaux 10. Sur deux faces opposées d'un
bloc 12, les bords des feuilles délimitent entre eux des
alvéoles 22 ouverts longitudinalement (Fig.2) dans les
zones A et C en raison de l'écartement de ces bords (par
exemple 17a et 18a). Par contre dans la zone centrale B,
ces bords sont accolés et séparent donc les alvéoles
ouverts des zones A et C.
On peut accroître le nombre d'alvéoles 10 pour
favoriser la fonction drainage par rapport à la fonction
stockage retenue d'eau, les alvéoles 10 extrêmes étant
alors proches des extrémités opposées des blocs 12.
Un ensemble de blocs 12 convenablement juxta-
posés et placés de manière que leurs alvéoles longitudi-
naux 22 soient verticaux, en appui sur l'une de leurs
faces terminales, peut donc former une structure de ré-
servoir.
Dans l'exemple représenté à la Fig.l, cette
structure est réalisée en trois couches superposées .
une première couche 3.1 d'une hauteur hl, égale par
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exemple à celle (A+B+C) d'un élément 12; puis disposée
sur la première couche 3.1, une seconde couche 3.2 de
hauteur h2 inférieure à celle hl de la première couche
3.1. La seconde couche 3.2 est obtenue par découpe
d une série de blocs 12, identiques à ceux de la pre-
mière couche 3.1 et de la structure inférieure 2, au-
dessous de ses alvéoles supérieurs 10 à un niveau K
(Fig.3) voisin de ces derniers. Ainsi la hauteur h2 est
légèrement inférieure à A+B. Enfin la troisième couche
3.3, placée en appui sur la couche intermédiaire 3.2,
est constituée par la juxtaposition d'un ensemble d'élé-
ments tronqués 20 constituant les extrémités supérieures
découpées au-dessus du niveau K des éléments 12, et
retournés de 180°. I1 en résulte que les alvéoles 10 des
éléments tronqués 20 se trouvent juste au-dessous de la
surface supérieure de la structure 3.
La structure de réservoir de retenue d'eau qui
vient d'étre décrite étant enterrée et reliée à un ré-
seau d'évacuation des eaux comme représenté à la Fig.l,
son effet technique est le suivant.
Les eaux pluviales parviennent dans le collec-
teur 7 par des moyens non représentés, connus en soi. De
là elles pénètrent dans la structure 3 par les extrémi-
tés des alvéoles horizontaux 10, puis remplissent pro-
gressivement les alvéoles verticaux 22, qui stockent
ainsi b eau accumulée. Cette eau est ensuite évacuée
dans le collecteur 8 par les alvéoles 10 inférieurs. La
circulation de l'eau est symbolisée par les flèches sur
la Fig.l.
I1 convient de noter qu'en variante le collec-
teur 7 d~amenée peut être situé à un emplacement autre
que latéral à la structure réservoir 3, par exemple dans
une zone médiane de celle-ci. Dans ce cas la seconde
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~2.1~:2 ~ ~9 .~+ 1
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paroi du collecteur 7 est bien entendu convenablement
ajourée comme la paroi 7a et un second collecteur d'éva-
cuation 8 associé est nécessaire.
Outre ses avantages techniques déjà mentionnés,
cette structure de réservoir présente les suivants
- Elle empéche avantageusement le piégeage d'air au fur
et à mesure de la montée progressive du niveau de l'eau
à l'intérieur de ladite structure. En effet, l'air pro-
gressivement chassé dans la partie non remplie par l'eau
s'évacue par les alvéoles horizontaux 10 vers les évents
9 et 11, par lesquels il est rejeté à l'atmosphère. En
l'absence des alvéoles horizontaux 10 dans la partie
supérieure 3 et des évents 9, 11, l'air serait progres-
sivement comprimé par la montée des eaux et provoquerait
un soulèvement des déblais 5 et de la couche superfi-
cielle 6.
- Les alvéoles horizontaux 10 accélèrent le remplissage
du réservoir gràce à la communication qu~ils établissent
entre les alvéoles verticaux 22.
- Le drainage de l'eau est assuré sur presque toute la
hauteur de la structure 3, grâce à la suppression de la
structure drainante inférieure classique. On élimine
ainsi l'épaisseur de cette structure drainante, et donc
les travaux de terrassement correspondants.
- Les feuilles 13, 14..., réalisées par thermoformage de
matière plastique, peuvent avoir une épaisseur variable,
par exemple lmm, ce qui permet de régler au mieux leur
résistance mécanique (avantage qui ne peut étre obtenu
avec des structures fabriquées par extrusion). En effet,
une masse posée sur le sol au-dessus de la structure
réservoir 3 exerce sur les couches successives 3.3, 3.2,
3.1 des pressions décroissantes de haut en bas. I1 en
résulte que la résistance mécanique des différentes
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,...
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couches peut être ajustée aux pressions subies. C'est
ainsi que l'épaisseur de la couche supérieure 3.3 sera
supérieure à celle de la couche intermédiaire 3.2, qui
elle même sera supérieure à celle de la couche infé-
rieure 3.1. Cette réduction d'épaisseur allège l'ensem-
ble et donc facilite sa pose.
- La hauteur des alvéoles horizontaux 10 les plus bas
peut avantageusement être relativement élevée. En effet,
cela permet alors de recueillir dans les extrémités
inférieures des alvéoles verticaux 22 le sable entrainé
par les eaux. Ce sable ne peut colmater les alvéoles
horizontaux 10 les plus bas, contrairement aux structu-
res drainantes connues, de sorte que la fonction drai-
nage est toujours assurée, malgré le sable accumulé.
L'exemple de la structure (2,3) de la Fig.l
n'est pas limitatif, la structure verticale 3 pouvant
être constituée d'une seule couche formée d'éléments
(tels que 12 par exemple), de hauteur convenable, ou de
plusieurs sous-couches de hauteurs identiques ou diffé
rentes.
D'autres variantes de réalisation peuvent être
prévues. Ainsi en focntion du nombre et des dimensions
des feuilles (13...), les blocs parallélépipédiques 12
correspondants peuvent présenter des dimensions varia-
bles, appropriées à chaque utilisation envisagée.
D'autre part ces blocs parallélépipédiques
peuvent être utilisés en appui sur l'une quelconque de
leurs faces, en ayant toujours des alvéoles horizontaux
de drainage et d'autres verticaux de stockage.
I1 est aussi possible, dans au moins une partie
des blocs 12, d'orienter une feuille sur deux avec ses
bossages 19 perpendiculaires aux bossages des deux
feuilles contiguës auxquelles elle est fixée. Cet agen-
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cernent améliore la fonction drainage.
Les feuilles peuvent également, en tout ou
partie, être perforées pour accroître l'efficacité du
drainage.
5 La structure de réservoir selon l'invention est
susceptible de nombreuses applications, parmi lesquelles
on citera les suivantes
- Utilisation pour l'allègement des remblais sur sols
mous, la structure pouvant être utilisée en remplacement
10 de tout ou partie d'un remblai, ce qui permet de réduire
efficacement le tassement des sols mous. Cette technique
est particulièrement adaptée au voisinage des, ouvrages
d'art fondés sur pieux, ou dans les zones de transition
sols compressibles/substratum rocheux. Elle arrête de
fanon économique la poursuite de tassements inaccepta-
bles.
- Utilisation comme réservoir enterré de retenue des
eaux pluviales, notamment des eaux particulièrement
abondantes dites "décennales". Cette utilisation, illus-
trée à la Fig.l, permet de stocker les eaux dans la
structure 2, 3, puis les eaux ainsi recueillies sont
évacuées à des débits compatibles avec le réseau d'as-
saisissement existant (collecteurs 7, 8).
- Utilisation de la structure comme chaussée poreuse
après infiltration directe au travers des couches de
chaussée (enrobé drainant et grave drainante), l'eau est
stockée dans la structure de réservoir selon l'inven-
tion, puis restituée, soit par infiltration dans le sol,
soit par conduit dans le réseau.
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