Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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OUVRAGE EN SOL RENFORCE
ET ELEMENTS DE PAREMENT POUR SA CONSTRUCTION
La présente invention concerne la construction d'ouvrages en sol
renforcé ou terre armée. Cette technique de construction est couramment
utilisée pour réaliser des ouvrages tels que des murs de soutènement, des
culées de ponts, etc.
Un ouvrage en sol renforcé associe un remblai compacté, un parement
et des renforcements habituellement connectés au parement. Les
renforcements sont mis en place dans le sol avec une densité dépendant des
contraintes pouvant s'exercer sur l'ouvrage, les efforts de poussée du terrain
étant repris par le frottement sol-renforcements.
L'invention s'intéresse plus particulièrement au cas où les
renforcements sont en forme de bande en matériau synthëtique, par exemple à
base de fibres de polyester,
Le parement est le plus souvent réalisé à partir d'éléments
préfabriqués en béton, en forme de dalles ou de blocs, juxtaposés pour
recouvrir la face frontale de l'ouvrage. II peut y avoir des décrochements
horizontaux sur cette face frontale entre différents niveaux du parement,
lorsque l'ouvrage comporte une ou plusieurs terrasses.
2o Les renforcements placés dans le remblai sont habituellement
solidarisés au parement à t'aide d'organes de connexion mécanique pouvant
prendre diverses formes. Une fois ('ouvrage terminé, les renforcements
répartis
dans le remblai transmettent des charges élevées, pouvant aller jusqu'à
plusieurs tonnes. Leur connexion au parement doit étre robuste pour conserver
la cohésion de l'ensemble.
Les organes de connexion présentent des risques de dégradation. Ils
sont souvent sensibles à la corrosion due à l'humidité ou à des agents
chimiques présents ou infiltrés dans le remblai. Les organes de connexion sont
parfois réalisés à base de résines ou de matériaux composites pour être moins
3o facilement corrodables. Mais leur coût est alors augmenté, et il est
difficile de
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leur conférer de bonnes propriétés mécaniques. ll est ainsi souhaitable de
pouvoir se dispenser d'organes de connexion entre l'élément de parement et
!es renforcements de l'ouvrage.
Dans certains systèmes, les éléments de parement sont conformés de
façon à présenter au moins un passage destiné à recevoir une bande de
renforcement.
Dans US-A-5 839 855, le passage est en forme. de C dans !'épaisseur
de l'élément de parement en forme de panneau. Lorsque la bande est mise en
place, ses deux tronçons qui émergent de l'élément de parement se trouvent
dans deux plans horizontaux parallèles décalés selon la direction verticale.
Cette condition d'émergence des bandes hors du panneau n'est pas idéale
parce qu'elle oblige à augmenter le nombre de passes de remblaiement et
tassement, ce qui complique ta mise en oeuvre et augmente la durée des
travaux. Cela ne permet pas d'assurer facilement une mise en tension
~5 homogène des bandes puisque la bande n'est pas retenue par le panneau
lorsque son tronçon inférieur est recouvert de remblai.
Pour ces raisons, il est généralement souhaitable que les bandes
émergent de l'élément de parement dans un même plan horizontal.
En outre, le trajet en C des bandes de renforcement n'est pas optimal
2o en termes de robustesse de l'ancrage à la mise en tension. La courbure du
trajet près du point d'émergence de la bande fragilise son ancrage à l'élément
car elle fait travailler en traction une épaisseur réduite de béton, ce qui
n'est
pas un bon mode de sollicitation de ce matériau.
Un problème similaire se produit avec un élément de parement du
25 genre décrit dans FR-A-2 812 893. Cet élément présente également un trajet
en C préformé. En outre, la disposition de ce trajet en C est telle que chaque
tronçon de la bande de renforcement émerge de l'élément en étant orienté
selon un plan vertical. Ceci n'est pas satisfaisant puisque la bande posée sur
le
sol se place naturellement suivant un plan horizontal, de sorte qu'il se
produit
3o une torsion d'un quart de tour de chaque tronçon de la bande dans le
remblai.
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Une telle torsion est défavorable pour le comportement mécanique du
renforcement.
Un but de la présente invention est de proposer un nouveau mode
d'ancrage de bandes de renforcement à un parement d'un ouvrage en sol
renforcé, qui permette de réduire !'incidence des problèmes ci-dessus.
L'invention propose ainsi un ouvrage en sol renforcé, comprenant un
remblai, des bandes de renforcement s'étendant dans une zone renforcée du
remblai située à l'arrière d'une face frontale de l'ouvrage, et un parement
placé
le long de ladite face frontale, les bandes de renforcement étant ancrées au
o parement dans des régions d'ancrage respectives. Dans au moins une région
d'ancrage, le parement incorpore un trajet formé pour une bande de
renforcement entre deux points d'émergence situés sur une face arrière du
parement adjacente au remblai. Ce trajet comporte deux portions rectilignes
respectivement adjacentes aux deux points d'émergence et chacune disposée
~s pour positionner la bande dans un même plan d'émergence perpendiculaire à
ladite face arrière, deux portions courbes prolongeant respectivement les deux
portions rectilignes et disposées pour dévier la bande hors du plan
d'émergence, et une portion de raccordement reliant entre elles les deux
portions courbes et présentant au moins une boucle située en dehors du plan
2o d'émergence.
Le fait de déporter hors du plan d'émergence la boucle que présente la
~~ b~ndë âü sein dû pàrëment pèrmet à cette bandë de pénétrer dans l'épaisseur
du parement en restant orientée selon ce plan sur une certaine profondeur.
Ceci assure un bon guidage des bandes à leur sortie du parement et évite de
25 solliciter la matière moulée (généralement du béton) de manière
inappropriée.
On obtient ainsi un bon positionnement et un ancrage efficace de la bande de
renforcement tout en évitant de lui faire suivre des courbures trop fortes ou
de
lui âppliquer de grands efforts d'étreinte (serrement).
De préférence, les portions rectilignes dudit trajet s'étendent chacune
3o dans le plan d'émergence sur au moins la moitié de l'épaisseur du parement.
La bande de renforcement a typiquement une largeur au plus égale à la moitié
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de l'épaisseur du parement.
Dans une réalisation de l'ouvrage, le parement présente, dans la
région d'ancrage, un fourreau de protection recevant la bande de renforcement
le long dudit trajet. Ce fourreau isole la bande de la matière moulée pour
protéger le renforcement contre un endommagement prématuré. En particulier,
si le renforcement est procuré par des fibres de polyester, on sait que celles-
ci
admettent mal les environnements basiques tels que ceux qu'on rencontre
dans le béton. Le fourreau précité complète alors la protection conférée par
la
gaine plastique qui enrobe les fibres de polyester de la bande.
Un second aspect de l'invention se rapporte à un élément de parement
pour un ouvrage en sol renforcé, comprenant un corps en matière moulée à
l'intérieur duquel un trajet est formé pour une bande de renforcement entre
deux points d'émergence situés sur une face arrière du corps. Le trajet
comporte deux portions rectilignes respectivement adjacentes aux deux points
~5 d'émergence et chacune disposée pour positionner la bande dans un même
plan d'émergence perpendiculaire à ladite face arrière, deux portions courbes
prolongeant respectivement les deux portions rectilignes et disposées pour
dévier la bande hors du plan d'émergence, et une portion de raccordement
reliant entre elles les deux portions courbes et présentant au moins une
boucle
2o située en dehors du plan d'émergence.
La bande peut-être mise en place selon le trajet dès le moulage de la
matière du corps, avec ou sans te fourreau protecteur précité.
Plusieurs dispositions sont possibles pour le trajet défini pour fa bande
au sein de l'élément de parement. Dans certaines réalisations, les deux
25 portions courbes du trajet dirigent la bande vers un même côté du plan
d'émergence. Dans ce cas, une premiëre possibilité est que Je trajet soit
formé
de façon que la bande soit reçue dans les deux portions rectilignes avec une
même face de la bande orientée vers ce côté du plan d'émergence. Le trajet
est alors formé de façon que ladite face de la bande soit placée soit sur le
côté
so extérieur soit sur le côté intérieur de la boucle située en dehors du plan
d'émergence. Une deuxième possibilité est que le trajet soit formé de façon
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que la bande soit reçue dans l'une des deux portions rectilignes avec une face
de la bande orientée vers ledit côté du plan d'émergence et dans l'autre des
deux portions rectilignes avec ladite face de la bande orientée à l'opposé
dudit
côté du plan d'émergence.
Dans une autre réalisation, les deux portions courbes du trajet dirigent
respectivement la bande vers deux côtés opposés du plan d'émergence, et la
portion de raccordement du trajet présente deux boucles prolongeant
respectivement les deux portions courbes du trajet et une partie traversant le
plan d'émergence et reliant entre elles les deux boucles.
D'autres particularités et avantages de la présente invention
apparaîtront dans la descriptibn ci-après d'exemples de réalisation non
limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue schématique en coupe latérale d'un ouvrage en
sol renforcé selon l'invention en cours de construction;
~5 - là figure 2 est une vue en coupe d'un élément de parement selon
l'invention;
- les figures 3 à 6 sont des vues en perspective de trajets que peuvent
suivre des bandes de renforcement au sein d'éléments de parement
selon l'invention; et
20 - la figure 7 est une vue de derrière d'un autre élément de parement selon
l'invention.
La figure 1 illustre l'application de l'invention à la construction d'un mur
de soutènement en sol renforcé. Un remblai compacté 1, dans lequel sont
distribués des renforcements 2, est délimité sur le côté frontal de !'ouvrage
par
25 un parement 3 constitué en juxtaposant des éléments préfabriqués 4 en forme
de panneaux, et sur le côté arrière par le terrain 5 contre lequel est ërigé
le mur
de soutènement.
Les renforcements 2 consistent en des armatures synthétiques en
forme de bandes souples s'étendant dans des plans horizontaux à l'arrière du
30 parement 3. II peut notamment s'agir de bandes de renforcement à base de
fibres de polyester gainées de polyéthylène.
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Les bandes de renforcement 2 sont attachées aux éléments
préfabriqués 4 assemblés pour former le parement 3. Ces éléments 4 sont
typiquement en béton armé. Dans l'exemple représenté, ils sont en forme de
panneaux. Ils pourraient aussi avoir d'autres formes, notamment de bloc.
s Lorsque le béton d'un tel élément 4 est coulé, une ou plusieùrs bandes de
renforcement 2 sont installées dans le moule selon un trajet décrit plus loin
afin
de réaliser l'ancrage bande-élément. Après la prise du béton, chaque bande a
deux tronçons qui sortent de l'élément pour être installés dans le massif
remblayé.
1o Pour édifier l'ouvrage, on peut procéder comme suit:
a) mettre en place une partie des éléments de parement 4 afin d'être en
mesure d'apporter ensuite du matériau de remblai sur une certaine
hauteur. De façon connue, le montage et le positionnement des
éléments de parement peuvent être facilités par des organes
~5 d'assemblage placés entre eux. Les bandes 2 sont positionnées sur les
éléments de parement 4 de façon que certaines d'entre elles se placent
à un même niveau horizontal lors du montage du parement;
b) apporter du matériau de remblai et le compacter progressivement
jusqu'à atteindre le prochain niveau prévu pour la mise en place des
2o bandes de renforcement 2;
c) étaler lés bandes de renforcement 2 sur le remblai à ce niveau;
d) apporter du matériau de remblai par-dessus les bandes de renforcement
2 qui viennent d'être installées. Ce matériau de remblai est compacté au
fur et à mesure de son apport;
25 e) répéter les étapes b) à d) si plusieurs niveaux de bandes sont prévus
par rangée d'éléments de parement 4;
f) répéter les étapes a) à e) jusqu'à atteindre le niveau supérieur du
remblai.
Lors de l'apport et du compactage du matériau de remblai, les bandes
so de renforcement 2 déjà mises en place dans les niveaux inférieurs se
tendent.
Cette mise en tension résulte du frottement entre les bandes et le matériau
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remblayé et assure le renforcement de l'ouvrage. Pour que la tension
s'établisse dans de bonnes conditions, ils convient que tes bandes d'un niveau
sortent de leurs éléments de parement en étant toutes bien alignées sur ce
niveau. II convient en outre qu'elles soient orientées horizontalement dès la
sortie du parement, pour éviter qu'elles se vrillent dans le massif remblayé.
Au niveau de leurs points 6 d'émergence hors d'un ëlément de
parement, les deux tronçons d'une bande 2 sont dans un mëme plan
d'émergence P (perpendiculaire au plan de la figure 2). Lors du montage du
parement 3, les éléments 4 sont orientës de façon que ce plan d'émergence
1o soit horizontal.
La figure 2 montre un élément de parement utilisable dans certaines
réalisations de l'invention. Comme il est usuel, cet élément 4 est réalisé en
béton moulé. Une bande de renforcement 2 est placée dans le moule au
moment d'y couler le béton et maintenue jusqu'à la prise du béton. Son
1s guidage peut être réalisé à l'aide des barres d'armature du béton (non
représentées), éventuellement complétées par des ~ tiges ou organes de
déviation fixés à ces barres, afin que la bande suive le trajet souhaité dans
la
zone d'ancrage. Ce trajet est défini à l'intérieur de l'élément 4 entre les
deux
points 6 d'émergence des deux tronçons de la bande sur la face arrière 7 de
20 l'élément (face adjacente au remblai).
Le trajet correspondant à l'élément de la figure 2 est illustré par la
figure 3. II a deux portions rectilignes 8 s'étendant perpendiculairement à la
face arrière 7 de l'élément à partir des points d'émergence 6. Dans chaque
portion rectiligne 8, la bande reste dans son plan d'émergence P. Les portions
2s rectilignes 8 s'étendent sur au moins la moitié de l'épaisseur du corps de
l'élément 4, mesurée perpendiculairement à sa face arrière 7. Ceci évite une
mauvaise sollicitation du béton au voisinage de la face arrière 7.
Chaque portion rectiligne 8 du trajet de fa bande se prolonge par une
portion courbe respective 9 où la bande est déviée hors du plan d'émergence
3o P. Au-delà de cette portion courbe 9, la bande 2 s'étend le long de la face
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avant de l'élément, un peu en retrait par rapport à cette face avant afin de
ne
pas étre apparente à la surface de !'ouvrage.
Les deux portions courbes 9 sont reliées entre elles par une portion de
raccordement qui présente une boucle 10 située en dehors du plan
d'émergence P.
Dans l'exemple des figues 2 et 3, la bande est dirigée vers un mérne
côté P1 du plan d'émergence P dans les deux portions courbes 9 de son trajet
au sein de l'élément de parement 4. Ce trajet est formé de façon (i) que dans
les deux portions rectilignes 8, la bande ait une même face orientée vers le
1o côté P1 du plan d'émergence, et (ü) que cette face de la bande soit placée
sur
le côté extérieur de ia boucle 10. En conséquence, au milieu de la boucle 10,
la
bande se place pratiquement perpendiculairement à la face arrière 7 de
l'élément.
Dans la variante illustrée par la figure 4, la boucle 10' est orientée en
~5 sens inverse, c'est-à-dire que la face de la bande orientée vers le côté P1
du
plan d'émergence est placée sur le côté intérieur de la bàucle 10'.
Dans la variante illustrée par la figure 5, la bande suit l'une des deux
portions rectilignes 8 de son trajet avec une de ses deux faces orientée vers
le
côté P1 du plan d'émergence P et l'autre des deux portions rectilignes 8 avec
20 ladite face orientée vers le côté P2 du plan d'émergence opposé au côté P1.
w~w-D'autres ag~ri~ement~s sent evcorewpbssible~ pour le trajet de la bande
de renforcement à l'intérieur d'un élément de parement.:La figure 6 en montre
un exemple dans lequel la portion de raccordement reliant entre elles les deux
portions courbes 19 comporte deux boucles 20 de part et d'autre du plan P.
25 Dans cet exemple, les deux portïons courbes 19 du trajet dirigent
respectivement la bande vers les deux côtés opposés P1, P2 du plan
d'émergence P. La portion de raccordement présente une partie 21 qui
traverse le plan P et relie entre elfes les deux boucles 20.
Pour suivre facilement un trajet tel que ceux illustrés par les figures 3 à
30 6, i! est préférable que la largeur de la bande 2 soit inférieure ou âu
plus égale
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à la moitié de l'épaisseur de l'élément de parement 4. Cette épaisseur est
typiquement comprise entre 14 et 16 cm. On pourra alors utiliser des bandes
de largeur 45 mm environ.
Lorsque la bande de renforcement a des composants (par exemple
des fibres de polyester) sensibles aux environnements basiques, il peut être
avantageux de placer entre cette bande et le parement en béton un fourreau
de protection en matière plastique. Ce fourreau évite que l'alcalinité du
béton
se propage jusqu'au composant sensible. Le fourreau souple reçoit la bande
avant d'ëtre mis en place avec elle dans le moule. II .est ainsi entouré par
le
béton moulé et il reçoit la bande de renforcement le long de son trajet pour
l'isoler du béton.
11 est envisageable que la bande de renforcement ne soit pas encore
installée dans son fourreau 15 au moment de la fabrication de l'élément. II
est
alors commode d'utiliser un fourreau rigide préalablement mis en forme selon
le trajet désiré. La figure 7 montre la face arrière d'un élément de parement
4
ainsi réalisé, capable de recevoir deux bandes de renforcement à des niveaux
verticalement espacés. Les fourreaux 15 définissent les trajets â l'intérieur
de
(élément 4 entre les points d'émergence 6. Ils peuvent être des fourreaux
rigides préformés, par exemple selon l'une des formes illustrées par les
figures
3 à 6.
Une réalisation selon la figure 7 requiert une opération d'enfilement des
bandës lë lôrig dë-leurs~t~âjëfs-IGlâis ëflë procuré l'a a âge d'~fri~ Ië'
pôssibilité
de choisir la longueur de bande indépendamment de la fabrication de l'élément
de parement.
De façon générale, le mode de liaison proposé, entre le parement d'un
ouvrage en sol renforcé et certaines au moins de ses bandes de renforcement,
est compatible avec un grand nombre de configurations d'ouvrage, de
longueurs de bandes, de densités de mise en place de bandes, etc.
