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EP1520933A1 - Ouvrage de génie civil, élément individuel de construction et procédé de renforcement d'un tel ouvrage - Google Patents

Ouvrage de génie civil, élément individuel de construction et procédé de renforcement d'un tel ouvrage Download PDF

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Publication number
EP1520933A1
EP1520933A1 EP04300644A EP04300644A EP1520933A1 EP 1520933 A1 EP1520933 A1 EP 1520933A1 EP 04300644 A EP04300644 A EP 04300644A EP 04300644 A EP04300644 A EP 04300644A EP 1520933 A1 EP1520933 A1 EP 1520933A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
volume
impacts
individual
deformed
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP04300644A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1520933B1 (fr
Inventor
Francis Derache
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
France Maccaferri
Original Assignee
France Gabion
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by France Gabion filed Critical France Gabion
Publication of EP1520933A1 publication Critical patent/EP1520933A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1520933B1 publication Critical patent/EP1520933B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02—Retaining or protecting walls
    • E02D29/0208—Gabions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F7/00—Devices affording protection against snow, sand drifts, side-wind effects, snowslides, avalanches or falling rocks; Anti-dazzle arrangements ; Sight-screens for roads, e.g. to mask accident site
    • E01F7/04—Devices affording protection against snowslides, avalanches or falling rocks, e.g. avalanche preventing structures, galleries
    • E01F7/045—Devices specially adapted for protecting against falling rocks, e.g. galleries, nets, rock traps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00—Materials
    • E02D2300/0001—Rubbers
    • E02D2300/0003—Car tires
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00—Materials
    • E02D2300/0051—Including fibers
    • E02D2300/0054—Including fibers made from plastic
    • E02D2300/006—Including fibers made from plastic being recycled
    • E02D2300/0062—Shredded car tires

Definitions

  • the present invention relates to a civil engineering structure providing protection against impacts of moving masses, projectiles, especially stones. It also relates to an individual element of construction intended for the realization protective works in the field of civil engineering and public works. Another aspect of the invention relates to a method of reinforcing a structure ensuring a protection against impacts.
  • a main problem that the invention proposes to solve is to provide a civil engineering work that can easily be repaired.
  • a second problem is to design a work with mechanical properties such as does not require oversizing to ensure its protective functions.
  • a third problem is that of improving the aesthetic and ecological aspect of while maintaining their functional aspect.
  • a fourth problem is to put point an individual element of construction capable of limiting the deterioration of the entire civil engineering work with which it is associated.
  • a fifth problem is to realize an element that can be prefabricated outside dangerous zones, that is to say subject to falling rocks.
  • a sixth problem is that of putting a process for reinforcing a pre-existing protective structure.
  • the invention therefore relates to a civil engineering work intended to ensure a protection against moving mass impacts and having a face exposed to mobile mass impacts.
  • the work is characterized in that it comprises, at the level of the face exposed to mass impacts mobiles, a set of individual building elements joined together, filled wholly or partly with at least one material having a capacity to be deformed elastoplastically, the individual elements of construction likely to be degraded by mobile mass impacts being suitable for individually replaced by individual elements of similar construction.
  • elastoplastic deformation of a material is meant a deformation of the material associated with its ability to regain its original shape, up to threshold beyond which the deformation will be final.
  • the structure may comprise gabions filled with pebbles or fine materials isolated by a geotextile and a set of individual elements of construction arranged on the face exposed to the impacts of moving masses of the structure.
  • the structure may comprise an embankment reinforced with geotextile webs, or geosynthetic webs, or webs of double twist wire mesh, or welded wire mesh or steel reinforcing bars and a set of individual building elements arranged on the face exposed to impacts of moving masses of the structure, and which are connected or not to the reinforcements.
  • the material having an ability to be deformed can be chosen, alone or in mixture, in the group which may comprise pieces of shredded tires, carved pellets of tires, pieces of polystyrene, earthy materials, sand, gravel, pebbles, crushed recycled concrete, etc.
  • the elements individual builders may present a first volume of a first material having an ability to be deformed elastoplastically and a second volume of a second loose material.
  • the second movable material is intended for example to aesthetically dress the outside and also absorb some of the energy.
  • the separation between two volumes may be oriented in a plane substantially perpendicular to the mean direction of arrival of moving masses, to optimize energy absorption during impacts.
  • soft materials we mean materials that deform and that take a given configuration by splitting or rearranging.
  • each element individual construction which forms a container delimited by an envelope exterior, may have a first volume of a first material having a ability to be deformed elastoplastically and a second volume of a second movable material, the separation between the two volumes being oriented according to a plane substantially perpendicular to the mean direction of arrival of the moving masses.
  • the individual element of construction and protection is in two parts or two volumes, each with distinct mechanical properties.
  • the first volume shows elastoplasticity properties with respect to impacts and the second volume has absorption properties of a portion of the energy of impacts.
  • Moving masses arrive on the structure with preferential direction arrival and impact. We take into account the average statistical direction of arrival of these moving masses, while knowing that bounces and random trajectories of moving masses can occur. In many cases, the separation plan between the two volumes is substantially vertical.
  • the first material having an ability to be deformed can be chosen, alone or in a mixture, in the group which may comprise pieces of shredded tires, cut pellets of tires, pieces of polystyrene, earthy materials, sand, gravel, pebbles, crushed recycled concrete, etc.
  • the second material, furniture can be chosen, alone or in mixture, in the group that can include topsoil, sands, gravels, pebbles, blocks of rocks, crushed concrete, etc.
  • the outer casing may be constituted by a cage of a metal gabion, the cage may be, if necessary, covered internally with a geotextile material.
  • the separation between the volume of the material having an ability to be deformed and the volume of loose material can be achieved by a wall of a geotextile material, or mesh, or wire mesh, etc.
  • the individual building element may also include a multiplicity volumes, successively a volume of a loose material and a volume of one first material having an ability to be deformed elastoplastically.
  • the separation between the volumes can be respectively oriented according to a plan substantially perpendicular to the mean direction of arrival of the moving masses.
  • a civil engineering work intended to provide protection against moving mass impacts, and having a face exposed to the impacts of moving masses is characterized in that it comprises at least an element as described above.
  • any impact against the face will only affect one or more individual building elements, without compromising the structural integrity of the structure.
  • an individual building element (1) can be present in the form of a substantially parallelepiped gabion.
  • the gabion comprises an outer metal cage (2) made for example, in double mesh twist or welded mesh.
  • the cage (2) can be closed by a lid (3).
  • the gabions are used to construct protective structures or to reinforce existing works.
  • the cage (2) has two distinct volumes (4 and 6).
  • a first volume (4) is located at the front of the cage (2) relative to the hinge of closing the lid (3).
  • a second volume (6) is located at the back of the cage (2) relative to the closing hinge of the lid (3).
  • the first volume at the front (4) contains movable materials, as an example pebbles, sands, gravels or topsoil.
  • the second volume located at the rear (6) contains materials with elastoplastic properties, for example pellets or pellets based on shredded tires.
  • the first volume at the front (4) is oriented on the protective structure on the side of the face exposed to impacts.
  • the pellets used may have dimensions of the order of one centimeter.
  • Shredded tires are maintained using an envelope (7) made, for example, of a geotextile material.
  • a geonatte may also make the separation between loose materials and elastoplastic materials.
  • the arrangement of the two volumes (4 and 6) may be reversed with respect to the first embodiment of Figure 1.
  • the first volume containing soft materials (4) may be placed at the rear and the second volume containing materials with elastoplastic properties (6) may be disposed at the front of the side of the face exposed to the impacts of the protective structure.
  • the cage (2) presents also the same two separate volumes (4 and 6).
  • the front (5) exposed to the impacts has an inclination for example substantially equal to 45 ° by report horizontally.
  • Such inclined front face (5) will allow implantation much easier plants, giving the cage (2) and all of the work obtained with this type of cage (2) an aesthetic and ecological aspect much more attractive.
  • the cage (2) has a single volume (8).
  • This single volume (8) contains materials with properties elastoplastics, such as shredded tires, which are preserved by a envelope (7) made for example of a geotextile material.
  • the cage (2) has three separate volumes (9, 11 and 12).
  • a first volume (9) is located at the front of the cage (2), in this case with respect to the closing hinge of the lid (3).
  • a second volume (11) is located at the rear of the cage (2), in this case with respect to the hinge of closing the lid (3).
  • a third volume (12) is interposed in a central position between the first volume at the front (9) and the second volume at the rear (11).
  • the first volume at the front (9) and the second volume at the back (11) contain materials furniture, such as pebbles, sand, gravel or topsoil.
  • the third central volume (12) contains materials with elastoplastic properties, as for example shredded tires, which are preserved by an envelope (7) made for example of a geotextile material.
  • Figure 5 illustrates a protective structure (13) which is formed of a first stack of metal gabions (14) secured to one another. These gabions (14) are filled with stone-like materials, rocks.
  • the structure (13) is oriented so as to have a vertical or inclined face that is particularly exposed to falls stones and other landslides. This structure (13) protects a road (17) and / or dwellings at the base of the other side of the structure (13), on the opposite side from exposed side.
  • the structure (13) comprises a cladding (16) made from individual removable building elements.
  • gabions inclined front face (1) in accordance with the second form embodiment of Figure 2, are used. These gabions (1) are arranged by compared to others and compared to the traditional gabions of stacking (14), in order to present their first soft material volume (4) on the exposed front face and so as to present their second elastoplastic material volume (6) at the back and against the gabions of the stack (14).
  • a structure (18) with a stack of gabions (14) comprises a protective cladding (19) which is made with gabions according to the first embodiment of Figure 1.
  • the structure (18) has a face exposed to falling rocks (21) substantially vertical.
  • This structure (18) can also be made with a stack of gabions classics filled with materials usually chosen for a work according to the state of technique and gabions only filled with compliant elastoplastic materials in the third embodiment of Figure 3.
  • the work (22) includes a massive structure formed of a stack of gabions (14). It includes in in addition to a protective covering (19) which is made with gabions according to the second embodiment of Figure 2.
  • the work (22) has an inclined face (16) which is exposed to falling rocks (21) and which can be planted.
  • the work (23) includes a stack of gabions (14) and comprises a central protection core (24) which is made with gabions according to the third embodiment of Figure 3.
  • the work (25) includes a stack of gabions according to the first embodiment of FIG. according to the fourth embodiment of Figure 4.
  • This embodiment can also be built from alternating gabions filled with materials usually chosen for a work according to the state of the art and gabions according to the third embodiment of Figure 3.
  • the book (26) presents a massive structure formed by an embankment (27), for example earthen, reinforced with regular way over its entire height by geotextile reinforcement plies (28) or geosynthetic or lattice or wire mesh.
  • the reinforcement plies (28) extend only on a part of the thickness of the embankment (27).
  • a protective siding inclined (29), secured or not to the main structure of the structure, is realized by several longitudinal elements in one piece, which conform to the first embodiment of Figure 1 or the third embodiment of Figure 3.
  • the outer portion (30) of the cladding (29) may be pebbles or topsoil or a mixture earth-pebbles then vegetated.
  • the structure (31) comprises also an embankment (27), for example earthen, reinforced regularly on any its height by reinforcing layers of geotextile (28) or geosynthetic or lattice or wire mesh.
  • the reinforcing plies (28) extend in this case over the whole of the thickness of the embankment (27). The stability of both faces is ensured.
  • a siding of inclined protection (32) is formed by a plurality of longitudinal elements in one piece, which are in accordance with the third embodiment of Figure 3. exterior of the siding (32) may be pebbles or topsoil or a mixture earth-pebbles (33) then vegetated.
  • the work (34) is a embankment (27), for example earthen, reinforced in a regular manner over its entire height by reinforcing plies made of geotextile (28) or geosynthetic or lattice or mesh metal, which extend only over part of the thickness of the embankment (27), to ensure the stability of the slope.
  • the local stability of one of the faces is ensured at using gabions (14) filled with materials usually chosen for a structure according to the state of the art.
  • a protective layer (37) is made with gabions (1) according to the first embodiment of Figure 1.
  • the work (38) is consisting of a vertical stack of gabions (14), filled with usually chosen for a work according to the state of the art, attached to an embankment (27) reinforced by reinforcement plies of geotextile (28) or geosynthetic or trellis or wire mesh, extending over the entire thickness of the backfill (27), so to assure, on both sides, the stability of the slope.
  • Protective siding (39) substantially vertical is realized with gabions conforming to the first form of embodiment of Figure 1, but inverted with their front volume filled with materials elastoplastic.
  • the work (40) is formed with a vertical stack of gabions (14) attached to a reinforced embankment (27) by plies of geotextile (28) or geosynthetic or lattice or wire mesh, extending over the entire thickness of the embankment (27), so as to ensure on the other, the stability of the slope.
  • An inclined protection facing (41) substantially similar to the facings of the fifth and sixth embodiments of structures (see Figures 10 and 11), is made by several longitudinal elements in one piece, which are in accordance with the first embodiment of Figure 1.
  • the dimensions of the protection gabions can be very variable, depending on the desired protection structure.
  • Other applications can be envisaged, such as protective works in the military field or reinforcements of canal banks, rivers, rivers and seasides, where the masses are the objects transported by the watercourse, or even traffic lanes, for protect vehicle impacts.

Landscapes

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Abstract

Un ouvrage de génie civil (13), destiné à assurer une protection contre des impacts de masses mobiles présente une face exposée aux impacts de masses mobiles(16). L'ouvrage (13) comprend, au niveau de la face exposée aux impacts de masses mobiles (16), un ensemble d'éléments individuels de construction (1) solidarisés entre eux, remplis entièrement ou partiellement avec au moins un matériau présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique (6), les éléments individuels de construction (1) susceptibles d'être dégradés (100) par des impacts de masses mobiles étant aptes à être individuellement remplacés (E, A) par des éléments individuels de construction analogues (1). <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un ouvrage de génie civil assurant une protection contre des impacts de masses mobiles, de projectiles, plus particulièrement de pierres. Elle concerne également un élément individuel de construction destiné à la réalisation d'ouvrages de protection dans le domaine du génie civil et des travaux publics. Un autre aspect de l'invention est relatif à un procédé de renforcement d'un ouvrage assurant une protection contre des impacts.
Etat de la technique
Dans les zones de montagnes, ainsi que dans tous les endroits escarpés, les routes, les voies de chemins de fer, les zones d'habitations, sont souvent menacées par des chutes de pierres, des éboulements et des glissements de terrains provenant de falaises ou de pentes surplombantes. Ainsi, malgré des purges régulières des falaises, on prévoit en plus des infrastructures s'interposant entre la zone à protéger et les sources de projectiles.
Pour assurer cette protection, on utilise différents types d'équipement, et notamment des murs en béton armé ou encore des filets et des grillages aptes à retenir les pierres. Il existe également des ouvrages connus sous le nom de « merlons », réalisés par exemple à partir de gabions ou encore des remblais. Ces merlons sont disposés entre la falaise et la zone à protéger, en définissant donc un fossé dans lequel s'accumulent les pierres ayant chuté de la falaise. Dans le cas de forts impacts, la face exposée des merlons peut être déformée et endommagée. Il a été constaté que ces merlons ne sont que très rarement réparés même s'ils ont subi de fortes dégradations.
On connaít également d'après le document FR- 2.835.266 l'utilisation de pneumatiques usagés venant se surajouter en parement d'un ouvrage réalisé en béton. Toutes ces solutions présentent des inconvénients.
Ainsi, les ouvrages existants en béton présentent l'inconvénient de se fissurer ou d'être carrément détruits en cas d'impacts par des masses mobiles présentant une énergie cinétique importante. De plus, ces infrastructures présentent des dimensions beaucoup plus importantes par rapport aux besoins de protection réels. En effet, il est extrêmement délicat d'établir un diagnostic sur un merlon dégradé. Cela conduit généralement à un surdimensionnement du merlon pour s'assurer qu'il remplit son rôle de protection après un ou plusieurs impacts importants.
Dans le cas d'un merlon comportant des pneus sur la face exposée, une réparation d'un tel ouvrage passe par la complète rénovation du parement ainsi que du merlon armé arrière dans la zone impactée et. Cette rénovation est une opération lourde, qui de plus doit être effectuée dans des emplacements particulièrement dangereux soumis à des chutes de pierres. En outre, le rajout d'éléments ayant une apparence de déchets donne aux ouvrages une esthétique qui n'est pas forcément acceptable.
Exposé de l'invention
Un problème principal que se propose de résoudre l'invention consiste à prévoir un ouvrage de génie civil qui puisse aisément être réparé. Un deuxième problème est celui de concevoir un ouvrage présentant des propriétés mécaniques telles qu'il ne nécessite pas un surdimensionnement pour assurer ses fonctions de protection. Un troisième problème est celui d'améliorer l'aspect esthétique et écologique des ouvrages tout en conservant leur aspect fonctionnel. Un quatrième problème est de mettre au point un élément individuel de construction apte à limiter les dégradations de l'ensemble de l'ouvrage de génie civil auquel il est associé. Un cinquième problème est de réaliser un élément pouvant être préfabriqué en dehors des zones dangereuses, c'est-à-dire soumises à des chutes de pierres. Un sixième problème est celui de mettre en oeuvre un procédé permettant de renforcer un ouvrage de protection préexistant.
L'invention concerne donc un ouvrage de génie civil, destiné à assurer une protection contre des impacts de masses mobiles et présentant une face exposée aux impacts de masses mobiles.
Conformément à un premier aspect de la présente invention, l'ouvrage est caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de la face exposée aux impacts de masses mobiles, un ensemble d'éléments individuels de construction solidarisés entre-eux, remplis entièrement ou partiellement avec au moins un matériau présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique, les éléments individuels de construction susceptibles d'être dégradés par des impacts de masses mobiles étant aptes à être individuellement remplacés par des éléments individuels de construction analogues.
Autrement dit, en réalisant directement un ouvrage de protection comprenant des éléments individuels sur le parement exposé, le maítre d'oeuvre pourra ultérieurement extraire du parement les éléments individuels abímés par des impacts de pierres. Et il pourra aisément les remplacer par des éléments individuels non endommagés et ce sans entamer le corps de l'ouvrage. De plus, avec la présence de ces éléments individuels face à une falaise, l'ensemble de l'ouvrage va bénéficier des propriétés d'absorption d'énergie et de protection. Par déformation élastoplastique d'un matériau, on entend une déformation du matériau associée à sa capacité à retrouver sa forme initiale, jusqu'à un seuil au-delà duquel la déformation va être définitive.
Ces éléments individuels de construction peuvent être associés ou non à divers types de structures constituant le corps de l'ouvrage global. Ainsi, selon une première forme de réalisation, l'ouvrage peut comprendre des gabions remplis de cailloux ou de matériaux fins isolés par un géotextile et un ensemble d'éléments individuels de construction disposés sur la face exposée aux impacts de masses mobiles de l'ouvrage.
Selon une deuxième forme de réalisation, l'ouvrage peut comprendre un remblai renforcé avec des nappes géotextiles, ou des nappes géosynthétiques, ou des nappes de grillage double torsion, ou des treillis soudés ou des barres de renfort en acier et un ensemble d'éléments individuels de construction disposés sur la face exposée aux impacts de masses mobiles de l'ouvrage, et qui sont connectés ou non aux renforts.
Le matériau présentant une capacité à être déformé peut être choisi, seul ou en mélange, dans le groupe pouvant comprendre des morceaux de pneus déchiquetés, des pastilles découpées de pneus, des morceaux de polystyrène, des matériaux terreux, des sables, des graviers, des cailloux, des bétons recyclés concassés, etc. Les éléments individuels de construction peuvent présenter un premier volume d'un premier matériau présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique et un deuxième volume d'un deuxième matériau meuble.
Le deuxième matériau meuble est destiné par exemple à habiller esthétiquement la face extérieure et également à absorber une partie de l'énergie. La séparation entre les deux volumes peut être orientée selon un plan sensiblement perpendiculaire à la direction moyenne d'arrivée des masses mobiles, pour optimiser l'absorption d'énergie lors des impacts. Par matériaux meubles, on entend des matériaux qui se déforment et qui prennent une configuration donnée en se fractionnant ou en se réarrangeant.
Conformément à un deuxième aspect de la présente invention, chaque élément individuel de construction, qui forme un contenant délimité par une enveloppe extérieure, peut présenter un premier volume d'un premier matériau présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique et un deuxième volume d'un deuxième matériau meuble, la séparation entre les deux volumes étant orientée selon un plan sensiblement perpendiculaire à la direction moyenne d'arrivée des masses mobiles.
En d'autres termes, l'élément individuel de construction et de protection est en deux parties ou deux volumes, chacun présentant des propriétés mécaniques distinctes. Le premier volume présente des propriétés d'élastoplasticité vis-à-vis des impacts et le deuxième volume présente des propriétés d'absorption d'une partie de l'énergie des impacts. Les masses mobiles arrivent sur l'ouvrage avec une direction préférentielle d'arrivée et d'impact. On tient compte de la direction moyenne statistique d'arrivée de ces masses mobiles, tout en sachant que des rebonds et des trajectoires aléatoires de masses mobiles peuvent se produire. Dans de nombreux cas, le plan de séparation entre les deux volumes est sensiblement vertical.
Le premier matériau présentant une capacité à être déformé peut être choisi, seul ou en mélange, dans le groupe pouvant comprendre des morceaux de pneus déchiquetés, des pastilles découpées de pneus, des morceaux de polystyrène, des matériaux terreux, des sables, des graviers, des cailloux, des bétons recyclés concassés, etc. Le deuxième matériau, meuble, peut être choisi, seul ou en mélange, dans le groupe pouvant comprendre de la terre végétale, des sables, des graviers, des cailloux, des blocs de roches, du béton concassé, etc.
L'enveloppe extérieure peut être constituée par une cage d'un gabion métallique, la cage pouvant être, le cas échéant, recouverte intérieurement d'un matériau géotextile. La séparation entre le volume du matériau présentant une capacité à être déformé et le volume de matériau meuble peut être réalisée par une paroi en un matériau géotextile, ou en grillage, ou en treillis métallique, etc.
L'élément individuel de construction peut également comprendre une multiplicité de volumes, successivement un volume d'un matériau meuble et un volume d'un premier matériau présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique. La séparation entre les volumes peut être respectivement orientée selon un plan sensiblement perpendiculaire à la direction moyenne d'arrivée des masses mobiles.
Conformément à un autre aspect de l'invention, un ouvrage de génie civil, destiné à assurer une protection contre des impacts de masses mobiles, et présentant une face exposée aux impacts de masses mobiles, est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément tel que décrit ci-dessus.
Conformément à un troisième aspect de la présente invention, un procédé de renforcement d'un ouvrage de génie civil, destiné à assurer une protection contre des impacts de masses mobiles, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :
  • positionner au niveau de la face exposée aux impacts de masses mobiles, un ensemble d'éléments individuels de construction formant un contenant délimité par une enveloppe extérieure, remplis entièrement ou partiellement avec au moins un matériau présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique ; et à
  • les solidariser entre eux, de manière à pouvoir individuellement remplacer les éléments individuels de construction dégradés par des impacts de masses mobiles par des éléments individuels de construction analogues.
Grâce à l'invention, tout impact contre la face ne touchera qu'un ou plusieurs éléments individuels de construction, sans atteinte à l'intégrité structurelle de l'ouvrage.
Description sommaire des figures
L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
  • les Figures 1 à 4 représentent des vues en perspective de quatre formes de réalisation différentes pour un élément individuel ;
  • la Figure 5 représente une vue en perspective d'un ouvrage de protection réalisé à partir d'éléments individuels ; et
  • les Figures 6 à 14 représentent des vues en coupe transversales de neuf formes de réalisation différentes pour des ouvrages de protection.
Description détaillée de l'invention
Comme l'illustre la Figure 1, un élément individuel de construction (1) peut se présenter sous la forme d'un gabion sensiblement parallélépipédique. Le gabion comporte une cage métallique extérieure (2) réalisée par exemple, en grillage double torsion ou en treillis soudé. La cage (2) peut être fermée par un couvercle (3). Les gabions sont utilisés pour réaliser des ouvrages de protection ou pour renforcer des ouvrages existants.
Conformément à un aspect de l'invention, et dans une première forme de réalisation (voir Figure 1), la cage (2) présente deux volumes distincts (4 et 6). Un premier volume (4) est situé à l'avant de la cage (2) par rapport à la charnière de fermeture du couvercle (3). Un deuxième volume (6) est situé à l'arrière de la cage (2) par rapport à la charnière de fermeture du couvercle (3).
Le premier volume à l'avant (4) contient des matériaux meubles, à titre d'exemple des cailloux, des sables, des graviers ou de la terre végétale. Le deuxième volume situé à l'arrière (6), contient des matériaux à propriétés élastoplastiques, comme par exemple des pastilles ou granulés à base de pneus déchiquetés. Le premier volume à l'avant (4) est orienté sur l'ouvrage de protection du côté de la face exposée aux impacts.
On pourra utiliser des granulés de pneus obtenus grâce au procédé décrit dans le document FR-2.804.061. A titre d'exemple, les pastilles utilisées peuvent présenter des dimensions de l'ordre du centimètre. Les pneus déchiquetés sont maintenus à l'aide d'une enveloppe (7) réalisée, par exemple, en un matériau géotextile. Une géonatte provisoire pourra également faire la séparation entre les matériaux meubles et les matériaux élastoplastiques.
On notera que selon la fonction souhaitée, la disposition des deux volumes (4 et 6) pourra être inversée par rapport à la première forme de réalisation de la Figure 1. Le premier volume contenant des matériaux meubles (4) pourra être disposé à l'arrière et le deuxième volume contenant des matériaux à propriétés élastoplastiques (6) pourra être disposé à l'avant du côté de la face exposée aux impacts de l'ouvrage de protection.
Dans une deuxième forme de réalisation (voir Figure 2), la cage (2) présente également les mêmes deux volumes distincts (4 et 6). Cependant, la face avant (5) exposé aux impacts présente une inclinaison par exemple sensiblement égale à 45° par rapport à l'horizontale. Une telle face avant inclinée (5) va permettre une implantation beaucoup plus aisée des végétaux, donnant ainsi à la cage (2) et à l'ensemble de l'ouvrage obtenu avec ce type de cages (2) un aspect esthétique et écologique beaucoup plus attrayant.
Dans une troisième forme de réalisation (voir Figure 3), la cage (2) présente un seul volume (8). Cet unique volume (8) contient des matériaux à propriétés élastoplastiques, comme par exemple des pneus déchiquetés, qui sont conservés par une enveloppe (7) réalisée par exemple en un matériau géotextile.
Dans une quatrième forme de réalisation (voir Figure 4), la cage (2) présente trois volumes distincts (9, 11 et 12). Un premier volume (9) est situé à l'avant de la cage (2), dans ce cas par rapport à la charnière de fermeture du couvercle (3). Un deuxième volume (11) est situé à l'arrière de la cage (2), dans ce cas par rapport à la charnière de fermeture du couvercle (3). Un troisième volume (12) est intercalé en position centrale entre le premier volume à l'avant (9) et le deuxième volume à l'arrière (11). Le premier volume à l'avant (9) et le deuxième volume à l'arrière (11) contiennent des matériaux meubles, à titre d'exemple des cailloux, du sable, des graviers ou de la terre végétale. Le troisième volume central (12) contient des matériaux à propriétés élastoplastiques, comme par exemple des pneus déchiquetés, qui sont conservés par une enveloppe (7) réalisée par exemple en un matériau géotextile.
La Figure 5 illustre un ouvrage de protection (13) qui est formé d'un premier empilement de gabions métalliques (14) solidarisés entre-eux. Ces gabions (14) sont remplis de matériaux de type pierres, roches. L'ouvrage (13) est orienté de manière à présenter une face verticale ou inclinée qui est plus particulièrement exposée aux chutes de pierres et autres éboulements. Cet ouvrage (13) protège une route (17) et/ou des habitations situées à la base de l'autre versant de l'ouvrage (13), du côté opposé à la face exposée.
Conformément à un aspect de l'invention, l'ouvrage (13) comprend un parement (16) réalisé à partir d'éléments individuels de construction caractéristiques amovibles. Dans cet exemple, des gabions à face avant inclinée (1), conformes à la deuxième forme de réalisation de la Figure 2, sont utilisés. Ces gabions (1) sont agencés les uns par rapport aux autres et par rapport aux gabions traditionnels de l'empilement (14), de façon à présenter leur premier volume à matériau meuble (4) en face avant exposée et de façon à présenter leur deuxième volume à matériau élastoplastique (6) à l'arrière et contre les gabions de l'empilement (14).
Conformément à un autre aspect de l'invention, les gabions du parement (1) sont aisément amovibles et peuvent être remplacés s'ils sont abímés. Ainsi, le procédé de réparation d'un ouvrage de génie civil (13) peut comprendre les étapes consistant à :
  • déterminer le ou les éléments individuels de construction, remplis avec un matériau présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique, qui sont dégradés par des impacts de masses mobiles et devant être réparés ou remplacés (100) ;
  • vider ce ou ces éléments individuels de construction (100). Pour les éléments individuels de construction à réparer, c'est-à-dire ayant subi un impact local en face avant, sur une faible surface,
  • extraire la face avant du grillage qui est détériorée en la découpant ;
  • remplacer cette face avant, par ligature ou agrafage, par une face avant intacte, en ayant pris soin de compléter, s'il y a lieu, les matériaux de remplissage. Pour les éléments individuels de construction à remplacer, c'est-à-dire ayant subi un impact très important ayant par exemple endommagé la totalité de la face avant,
  • extraire (Flèche E en Figure 5) de l'ouvrage de génie civil (13) ces éléments individuels de construction dégradés (100) sans contacts avec les autres éléments individuels de construction non dégradés (1) ;
  • ajouter (Flèche A en Figure 5) des éléments individuels de construction intacts (1) à la place des éléments individuels de construction dégradés (100).
Différents modes d'assemblage de protection peuvent être mis en oeuvre sur des ouvrages. Ainsi, dans une première forme de réalisation (voir Figure 6), un ouvrage (18) avec un empilement de gabions (14) comprend un parement de protection (19) qui est réalisé avec des gabions conformes à la première forme de réalisation de la Figure 1. L'ouvrage (18) présente une face exposée aux chutes de pierres (21) sensiblement verticale. Cet ouvrage (18) peut également être réalisé avec un empilement de gabions classiques remplis de matériaux habituellement choisis pour un ouvrage selon l'état de la technique et de gabions uniquement remplis de matériaux élastoplastiques conformes à la troisième forme de réalisation de la Figure 3.
Dans une deuxième forme de réalisation (voir Figures 5 et 7), l'ouvrage (22) inclut une structure massive formée d'un empilement de gabions (14). Il comprend en outre un parement de protection (19) qui est réalisé avec des gabions conformes à la deuxième forme de réalisation de la Figure 2. L'ouvrage (22) présente une face inclinée (16) qui est exposée aux chutes de pierres (21) et qui peut être végétalisée.
Dans une troisième forme de réalisation (voir Figure 8), l'ouvrage (23) inclut un empilement de gabions (14) et comprend un noyau central de protection (24) qui est réalisé avec des gabions conformes à la troisième forme de réalisation de la Figure 3. Les empilement de gabions classiques (14), remplis de matériaux habituellement choisis pour un ouvrage selon l'état de la technique, sont situés de part et d'autre de l'empilement de gabions de protection (25).
Dans une quatrième forme de réalisation (voir Figure 9), l'ouvrage (25) inclut un empilement de gabions conformes au premier mode de réalisation de la Figure 1 et conforme au quatrième mode de réalisation de la Figure 4. Cette forme de réalisation pourra être aussi construite à partir d'alternance de gabions remplis de matériaux habituellement choisis pour un ouvrage selon l'état de la technique et de gabions conformes à la troisième forme de réalisation de la Figure 3.
Dans une cinquième forme de réalisation (voir Figure 10), l'ouvrage (26) présente une structure massive formée par un remblai (27), par exemple en terre, renforcé de manière régulière sur toute sa hauteur par des nappes de renfort en géotextile (28) ou géosynthétique ou treillis ou grillage métallique. Les nappe de renfort (28) s'étendent seulement sur une partie de l'épaisseur du remblai (27). Un parement de protection incliné (29), solidarisé ou non à la structure principale de l'ouvrage, est réalisé par plusieurs éléments longitudinaux d'un seul tenant, qui sont conformes à la première forme de réalisation de la Figure 1 ou à la troisième forme de réalisation de la Figure 3. La partie extérieure (30) du parement (29) peut être en cailloux ou en terre végétale ou un mélange terre-cailloux puis végétalisé.
Dans une sixième forme de réalisation (voir Figure 11), l'ouvrage (31) comporte également un remblai (27), par exemple en terre, renforcé de manière régulière sur toute sa hauteur par des nappes de renfort en géotextile (28) ou géosynthétique ou treillis ou grillage métallique. Les nappes de renfort (28) s'étendent dans ce cas sur la totalité de l'épaisseur du remblai (27). La stabilité des deux faces est assurée. Un parement de protection incliné (32) est réalisé par plusieurs éléments longitudinaux d'un seul tenant, qui sont conformes à la troisième forme de réalisation de la Figure 3. La partie extérieure du parement (32) peut être en cailloux ou en terre végétale ou un mélange terre-cailloux (33) puis végétalisé.
Dans une septième forme de réalisation (voir Figure 12), l'ouvrage (34) est un remblai (27), par exemple en terre, renforcé de manière régulière sur toute sa hauteur par des nappes de renfort en géotextile (28) ou géosynthétique ou treillis ou grillage métallique, qui s'étendent seulement sur une partie de l'épaisseur du remblai (27), de façon à assurer la stabilité du talus. La stabilité locale de l'une des faces est assurée à l'aide de gabions (14) remplis de matériaux habituellement choisis pour un ouvrage selon l'état de la technique. Un parement de protection (37) est réalisé avec des gabions (1) conformes à la première forme de réalisation de la Figure 1.
Dans une huitième forme de réalisation (voir Figure 13), l'ouvrage (38) est constitué avec un empilement vertical de gabions (14), remplis de matériaux habituellement choisis pour un ouvrage selon l'état de la technique, accolé à un remblai (27) renforcé par des nappes de renfort en géotextile (28) ou géosynthétique ou treillis ou grillage métallique, s'étendant sur la totalité de l'épaisseur du remblai (27), de façon à assurer, de part et d'autre, la stabilité du talus. Un parement de protection (39) sensiblement vertical est réalisé avec des gabions conformes à la première forme de réalisation de la Figure 1, mais inversé avec leur volume avant rempli de matériaux élastoplastiques.
Dans une neuvième forme de réalisation (voir Figure 14), l'ouvrage (40) est constitué avec un empilement vertical de gabions (14) accolé à un remblai (27) renforcé par des nappes de géotextile (28) ou géosynthétique ou treillis ou grillage métallique, s'étendant sur la totalité de l'épaisseur du remblai (27), de façon à assurer, de part et d'autre, la stabilité du talus. Un parement de protection incliné (41), sensiblement analogue aux parements des cinquième et sixième formes de réalisation d'ouvrages (voir Figures 10 et 11), est réalisé par plusieurs éléments longitudinaux d'un seul tenant, qui sont conformes à la première forme de réalisation de la Figure 1.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications.
Les dimensions des gabions de protection peuvent être très variables, en fonction de l'ouvrage de protection souhaité. D'autres applications peuvent être envisagées, telles que des ouvrages de protections dans le domaine militaire ou des ouvrages de renforcements de berges de canaux, rivières, fleuves et bords de mer, où les masses mobiles sont les objets transportés par le cours d'eau, voire de voies de circulation, pour protéger des impacts de véhicules.

Claims (12)

  1. Ouvrage de génie civil (13), destiné à assurer une protection contre des impacts de masses mobiles (21), et présentant une face exposée aux impacts de masses mobiles (16), caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de la face exposée aux impacts de masses mobiles (16), un ensemble d'éléments individuels de construction (1) solidarisés entre eux, remplis entièrement ou partiellement avec au moins un matériau (6) présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique, les éléments individuels de construction (100) susceptibles d'être dégradés par des impacts de masses mobiles (21) étant aptes à être individuellement remplacés (E, A) par des éléments individuels de construction analogues (1)
  2. Ouvrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des gabions remplis de cailloux ou de matériaux fins isolés par un géotextile (14) et un ensemble d'éléments individuels de construction (1, 19, 37, 39, 41) disposés sur la face (16) de l'ouvrage (13, 18, 22, 23, 25, 34, 38, 40) exposée aux impacts de masses mobiles (21).
  3. Ouvrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un remblai (27) renforcé avec des nappes géotextiles (28), des nappes géosynthétiques, des nappes de grillage double torsion, des treillis soudés ou des barres de renfort en acier et un ensemble d'éléments individuels de construction (29, 32, 37) disposés sur la face exposée aux impacts de masses mobiles de l'ouvrage (26, 31, 34).
  4. Ouvrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau (6) présentant une capacité à être déformé est choisi, seul ou en mélange, dans le groupe comprenant des morceaux de pneus déchiquetés, des pastilles découpées de pneus, des morceaux de polystyrène, des matériaux terreux, des sables, des graviers, des cailloux, des bétons recyclés concassés.
  5. Elément individuel de construction, destiné à la réalisation d'un ouvrage de génie civil (13, 18, 22, 23, 25, 26, 31, 34, 38, 40), assurant une protection contre des impacts de masses mobiles (21), et formant un contenant délimité par une enveloppe extérieure (2), caractérisé en ce qu'il présente un premier volume (6) d'un premier matériau présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique et un deuxième volume (4) d'un deuxième matériau meuble, le premier volume (6) ou le deuxième volume (4) étant orienté sur l'ouvrage (13, 18, 22, 23, 25, 26, 31, 34, 38, 40) du côté de la face (16) exposée aux impacts de masses mobiles (21), la séparation entre les deux volumes (4, 6) étant orientée selon un plan sensiblement perpendiculaire à la direction moyenne d'arrivée des masses mobiles (21).
  6. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier matériau présentant une capacité à être déformé est choisi, seul ou en mélange, dans le groupe comprenant des morceaux de pneus déchiquetés, des pastilles découpées de pneus, des morceaux de polystyrène, des matériaux terreux, des sables, des graviers, des cailloux, des bétons recyclés concassés.
  7. Elément selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le deuxième matériau meuble est choisi, seul ou en mélange, dans le groupe comprenant de la terre végétale, des sables, des graviers, des cailloux, des blocs de roches, du béton concassé.
  8. Elément selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure est constituée par une cage (2) d'un gabion métallique, la cage étant, le cas échéant, recouverte intérieurement d'un matériau géotextile (7).
  9. Elément selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la séparation entre le premier volume (6) d'un premier matériau présentant une capacité à être déformé et le deuxième volume d'un deuxième matériau (4) meuble est réalisée par une paroi en un matériau géotextile, ou en grillage, ou en treillis métallique.
  10. Elément selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une multiplicité de volumes, successivement un volume (9, 11) d'un matériau meuble et un volume (12) d'un premier matériau présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique, la séparation entre les volumes (9, 11, 12) étant respectivement orientée selon un plan sensiblement perpendiculaire à la direction moyenne d'arrivée des masses mobiles (21).
  11. Ouvrage de génie civil, destiné à assurer une protection contre des impacts de masses mobiles, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément (1, 19, 37, 39, 41) selon l'une quelconque des revendications 5 à 10.
  12. Procédé de renforcement d'un ouvrage de génie civil, destiné à assurer une protection contre des impacts de masses mobiles, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :
    positionner au niveau de la face exposée (16) aux impacts de masses mobiles (21), un ensemble d'éléments individuels de construction (1, 19, 37, 39, 41) formant un contenant délimité par une enveloppe extérieure, remplis entièrement ou partiellement avec au moins un matériau présentant une capacité à être déformé de manière élastoplastique ; et à
    les solidariser entre eux, de manière à pouvoir individuellement remplacer les éléments individuels de construction dégradés (100) par des impacts de masses mobiles (21) par des éléments individuels de construction analogues.
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