EP1881114A2

EP1881114A2 - Procédé de fabrication d'un élément individuel de construction rempli destiné à un ouvrage de génie civil

Info

Publication number: EP1881114A2
Application number: EP07356093A
Authority: EP
Inventors: Marco Piolanti
Original assignee: France Maccaferri
Current assignee: France Maccaferri
Priority date: 2006-07-17
Filing date: 2007-07-16
Publication date: 2008-01-23
Also published as: EP1881114A3

Abstract

Un procédé de fabrication d'un élément individuel de construction (1) pour la réalisation d'un ouvrage de génie civil, formant un contenant apte à recevoir un matériau de remplissage (34), délimité par une enveloppe extérieure (2), sensiblement parallélépipédique, présentant un fond horizontal (3), quatre faces latérales verticales (4) et un couvercle supérieur horizontal (6), réalisée en un grillage double torsion (8) d'un type de maille donné (9), comprend les étapes successives consistant : - à assembler les panneaux entre eux (4), afin de constituer l'enveloppe (2) ; - à mettre en place des moyens de manutention (17) de l'élément (1), en les associant au panneau formant le fond de l'enveloppe ; - à positionner ladite enveloppe (2) dans un coffrage de remplissage (21) ; - à remplir progressivement ladite enveloppe (2) avec le matériau (34) ; - à assurer un compactage par vibrations dudit matériau (34) ; et - à refermer ladite enveloppe (2) avec le couvercle supérieur horizontal (6).

Description

Domaine technique

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un élément individuel de construction rempli. L'invention se rapporte à un tel élément individuel de construction, rempli au préalable. Un tel élément individuel pré-rempli est destiné à la réalisation d'ouvrages dans le domaine du génie civil et des travaux publics.
De plus en plus de techniques de construction dans le domaine du génie civil et des travaux publics font utilisation d'unités ou éléments individuels de construction. Ces éléments individuels sont utilisés pour former des parois de soutènement, des murs anti-bruits, des piles de ponts, des merlons de protection contre des chutes de pierres, des éboulements et des glissements de terrains, des ouvrages de protections dans le domaine militaire ou des ouvrages de renforcements de voies de circulation, de berges de canaux, rivières, fleuves et bords de mer, et d'autres encore.
D'une manière générale, ces éléments individuels sont réalisés à partir de structures de cages renfermant un matériau de remplissage, et connus sous l'appellation générale de "gabions". Les dimensions de ces gabions peuvent être très variables, en fonction de la taille de l'ouvrage. Ces gabions sont remplis avec des matériaux, tels que des pierres, des cailloux concassés, des matériaux à propriétés élastoplastiques, tels que des pneus, et d'autres encore.
Les gabions sont constitués d'une cage qui forme un contenant prenant une forme parallélépipédique bien connue. Le parallélépipède présente un fond, quatre faces latérales verticales se déployant vers le haut à partir du fond et un couvercle supérieur horizontal, refermant le contenant une fois rempli par le matériau. Ces cages de gabions sont réalisés avec du grillage double torsion, des treillis soudés ou encore des barres de renfort en acier, utilisés indépendamment ou associés.
Selon le cas de figure, les cages de gabions sont livrées sur le chantier de génie civil ou de travaux publics, avec leurs faces latérales, leur fond et leur couvercle en pièces séparées, ou préassemblés. Dans le premier cas, les gabions exigent une étape de montage complet par assemblage des pièces séparées. Dans le deuxième cas, les gabions exigent une étape de dépliage, pour passer de l'état de départ à plat à l'état de contenant prêt à être rempli avec un matériau. Dans les deux cas précités, les gabions sont ensuite assemblés entre eux dans l'ouvrage.
Des quantités importantes de matériaux nécessaires pour le remplissage doivent être présentes ou envoyées sur le chantier de l'ouvrage. Pour améliorer l'installation sur le chantier et accroître les vitesses de réalisation, ainsi que faciliter la pose en zone exiguë, certains fabricants ont proposés sur le marché des gabions pré-remplis.

Etat de la technique

On connaît par exemple d'après les documents EP- 1.186.719 et EP- 1.505.211 un gabion constitué de pièces planes reliées les unes aux autres, de façon à former un fond, des faces latérales et un couvercle. Ces pièces planes sont réalisées à partir de treillis soudés. Le gabion ainsi formé conserve sa forme à l'état rempli, lorsqu'il est soulevé, transporté et mis en place sur le chantier.
Un tel gabion présente cependant le premier inconvénient de présenter des risques importants de rupture, au niveau des soudures, en particulier lors de fortes sollicitations.Un deuxième inconvénient du gabion est d'avoir un poids à vide relativement important, en raison du diamètre des fils du treillis qui est calculé pour obtenir une résistance suffisante. Les faces et le fond du gabion rempli ne doivent en effet ni se déformer ni rompre lors des phases de manutention et de transport. Un gabion avec un volume de contenant sensiblement égal à 1 m³ présente une masse d'environ 1,7 t. De plus, ces gabions sont coûteux à réaliser..
Beaucoup d'ouvrages réalisés avec des gabions doivent présenter des caractéristiques de souplesse ou déformabilité importante compte tenu de l'environnement de la construction, notamment en ce qui concerne les ouvrages hydrauliques, ou ceux réalisés sur sols compressibles. Or, les gabions en treillis soudés ne présentent pas ces caractéristiques de souplesse. Par ailleurs, le treillis soudé est très rigide, ce qui peut poser des problèmes lorsque l'on souhaite assembler des éléments entre eux pour constituer un ouvrage monolithique.
On connaît par le document JP 2002-97616 un procédé de remplissage d'un gabion qui consiste à déverser le matériau de remplissage au moyen d'un engin du type pelle mécanique. Après remplissage, on vient tasser le matériau avec le godet de la pelle mécanique pour le compacter. Un tel gabion doit ensuite être transporté sur son lieu d'implantation par un matériel spécifique, comportant une pluralité de crochets qui passent dans le grillage. Les tractions exercées sur le grillage lors de son transport provoquent inévitablement des déformations du gabion, ou obligent à utiliser des fils surdimensionnés.

Exposé de l'invention

Un problème principal que se propose de résoudre l'invention consiste à mettre au point un procédé de fabrication d'un élément individuel de construction, de type gabion, rempli au préalable de matériaux, pouvant être livré et installé sur un chantier. Un deuxième problème est celui de prévoir un élément individuel de construction possédant des moyens pour améliorer sa résistance au transport et à la manutention à l'état rempli. Un troisième problème est celui de réaliser un élément individuel de construction en grillage double torsion, qui soit simultanément, résistant à la charge, non fortement déformable mais suffisamment souple, et pouvant être facilement manutentionné. Un autre problème encore est de rajouter à un élément individuel de construction des moyens de manutention, des moyens de renfort et des moyens de protection lors du remplissage.
L'invention concerne donc un procédé de fabrication d'un élément individuel de construction pour la réalisation d'un ouvrage de génie civil. L'élément forme un contenant apte à recevoir un matériau de remplissage. Le contenant est délimité par une enveloppe extérieure, sensiblement parallélépipédique, présentant un fond horizontal, quatre faces latérales verticales et un couvercle supérieur horizontal. L'enveloppe extérieure est réalisée en un grillage double torsion d'un type de maille donné.
Conformément à un aspect de la présente invention, le procédé comprend les étapes successives consistant :

à assembler les panneaux entre eux, afin de constituer l'enveloppe extérieure ;
à mettre en place des moyens de manutention de l'élément, en les associant au panneau formant le fond de l'enveloppe ;
à positionner cette enveloppe extérieure dans un coffrage de remplissage ;
à remplir progressivement cette enveloppe extérieure avec le matériau de remplissage, tout en maintenant les moyens de manutention accessibles par la face supérieure de l'élément ;
à assurer un compactage par vibrations dudit matériau de remplissage ; et
à refermer cette enveloppe extérieure avec le couvercle supérieur horizontal.

Autrement dit, l'élément individuel de construction obtenue par la mise en oeuvre du procédé possède des caractéristiques techniques de résistance considérablement améliorées. La masse du matériau de remplissage exerce des forces qui sont reprises par l'enveloppe extérieure réalisée en grillage double torsion. Le diamètre choisi pour le fil constituant le grillage permet une reprise optimale de l'ensemble des forces s'exerçant principalement lors de la manutention de l'élément de construction rempli lorsqu'il ne repose plus sur le sol. Les moyens de manutention devant être intégrés à demeure dans le gabion sont mis en place avant le remplissage de ce dernier, par montage au niveau du ou des panneaux formant le fond du gabion. De la sorte, ils traversent toute l'épaisseur du gabion pour dépasser sur le dessus de celui-ci lorsqu'il est rempli. Le soulèvement du gabion est ainsi autorisé sans provoquer de traction sur le grillage du gabion, mais pas un effort exercé sur la face inférieure de ce dernier. Le gabion ainsi produit est directement prêt à l'emploi, transportable facilement, et possède une forme stable quasi indéformable grâce au compactage du matériau de remplissage.
Dans une forme particulière de réalisation, ces moyens de manutention peuvent comporter une pièce rigide maintenue au niveau du fond horizontal et une pièce souple apte au levage, rectiligne, coopérant avec la pièce rigide, et apte à traverser le matériau. Cette pièce rigide peut être située en dessous de la paroi inférieure de sorte que la pièce souple, par exemple une sangle, est associée à la pièce rigide, et traverse la paroi inférieure pour remonter à travers le gabion et émerger de la face supérieure pour former un point de levage.
L'utilisation d'un coffrage de remplissage assure le maintien de l'enveloppe extérieure, lors de son remplissage par le matériau, puis lors du compactage. L'enveloppe remplie garde ainsi ses caractéristiques dimensionnelles. Le compactage ayant lieu pendant voire après le remplissage homogénéise l'ensemble de la masse se retrouvant à l'intérieur de l'enveloppe. La combinaison de caractéristiques techniques des différentes étapes du procédé permet d'obtenir un élément individuel de qualité géométrique, technique et esthétique homogène parfaitement adapté à la réalisation d'ouvrage de génie civil.
Avantageusement en pratique, on choisit le grillage double torsion de telle sorte qu'il présente, pour le type de maille donnée, un diamètre de fil (d) sensiblement supérieur au diamètre de fil pour un grillage double torsion défini par la norme NF EN 10223-3. En d'autres termes, contrairement à la tendance qui vise à minimiser la taille du fil pour diminuer le coût du gabion, l'invention vise à employer un fil de diamètre plus important que celui préconisé par les normes en vigueur, ce qui permet d'assurer une stabilité dimensionnelle des parois du gabion, en particulier après remplissage, lors de son transport.
En pratique, le diamètre de fil du grillage double torsion peut être fonction d'une largeur de maille dudit grillage double torsion. La relation entre le diamètre de fil (d) et la largeur de maille (D) permet de définir les valeurs minimales du diamètre du fil pour le procédé de l'invention. La relation entre le diamètre (d) et la largeur (D) peut être : $d > x_{1} . D^{3} + x_{2} . D^{2} + x_{3} . D + x_{4};$

dans laquelle les coefficients x₁, x₂, x₃, x₄ sont x₁ = 1,25.10^-5 ; X₂ = -2,875.10^-3 ; x₃ = 0,2325 ; x₄ = -3,6 , et D et d étant exprimés en mm.
Le diamètre (d) de fil du grillage double torsion peut être sensiblement compris entre:

2,5 mm et 3,5 mm, et de préférence voisin de 2,7 mm pour une largeur de maille (D) du grillage double torsion sensiblement égale à 50 mm ;
2,8 mm et 4,5 mm, et de préférence voisin de 3,0 mm, pour une largeur de maille (D) du grillage double torsion sensiblement égale à 60 mm ;
3,1 mm et 6,0 mm, et de préférence voisin de 4,0 mm, pour une largeur de maille (D) du grillage double torsion sensiblement égale à 80 mm ;
3,5 mm et 7,0 mm, et de préférence voisin de 4,2 mm, pour une largeur de maille (D) du grillage double torsion sensiblement égale à 100 mm.

Le coffrage de remplissage peut avantageusement présenter une structure modulaire. La structure modulaire peut être réalisée à base de panneaux de différentes dimensions réunis entre eux. Cette structure peut varier ainsi en fonction des dimensions de l'enveloppe extérieure souhaitée.
Le matériau de remplissage peut posséder une granulométrie sensiblement égale à 80-130 mm. De manière favorable, l'étape consistant à assurer un compactage par vibrations du matériau de remplissage peut être apte à être optimisé par mise en oeuvre en deux cycles à fréquences différentes. Cette mise en oeuvre peut être faite avec une table vibrante, sur laquelle est posée le coffrage de remplissage et l'enveloppe extérieure.
Le procédé peut comprendre une étape supplémentaire, intercalée entre l'étape consistant à assembler les panneaux et l'étape consistant à positionner l'enveloppe extérieure dans le coffrage de remplissage. De manière avantageuse, cette étape peut consister à assembler au moins un tirant de renfort destiné à relier entre-elles deux des quatre faces latérales verticales, de façon à assurer un renforcement du contenant.
Le procédé peut comprend une étape supplémentaire, intercalée entre l'étape consistant à assembler les panneaux et l'étape consistant à positionner l'enveloppe extérieure dans le coffrage de remplissage. Cette étape peut préférentiellement consister à assembler au moins une paroi de séparation transversale verticale. La paroi ou diaphragme peut se déployer entre deux des quatre faces latérales verticales, de façon à former au moins deux volumes distincts à l'intérieur de l'enveloppe extérieure. Un même contenant peut comprendre une multiplicité de volumes.
Le procédé peut comprendre une étape supplémentaire, intercalée entre l'étape consistant à positionner l'enveloppe extérieure dans le coffrage de remplissage et l'étape consistant à remplir l'enveloppe extérieure avec le matériau de remplissage. Cette étape peut consister à mettre en tension la pièce rectiligne des moyens de manutention, de façon à la faire traverser le matériau de remplissage sensiblement à la verticale. De la sorte, la pièce qui permettra le levage reste dans une position qui assure un soulèvement bien vertical du gabion, sans basculement.
De manière avantageuse, le procédé peut comprendre une étape supplémentaire, intercalée entre l'étape consistant à positionner l'enveloppe extérieure dans le coffrage de remplissage et l'étape consistant à remplir l'enveloppe extérieure avec le matériau de remplissage. L'élément de construction peut être protégé temporairement pendant la phase de remplissage, contre le matériau de remplissage qui tombe à l'intérieur de la cage. La protection peut viser l'arête supérieure de la paroi de séparation transversale ou le ou les tirants. Cette étape peut consister à positionner des moyens de protection amovibles contre le matériau de remplissage, posés sur une arête supérieure de la ou des parois de séparation transversales verticales et/ou sur le ou les tirants transversaux.
Avantageusement en pratique, le gabion peut être formé par l'assemblage de deux sous ensembles en configuration générale en U, formés chacun par l'association de plusieurs panneaux constituant au moins deux latérales verticales et une face de fond, les panneaux des faces de fond des deux sous ensembles étant superposés.
De façon préférentielle, le panneau formant le fond du premier sous-ensemble comprend un grillage double torsion possédant des mailles orientées perpendiculairement aux mailles du grillage double torsion du panneau formant le fond du deuxième sous-ensemble.

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 :

la Figure 1 représente une vue synoptique en perspective éclatée de la première et de la deuxième étape du procédé de fabrication d'un élément individuel de construction conformément à l'invention ;
la Figure 2 représente une vue en perspective de l'élément assemblé selon la Figure 1 ;
la Figure 3 représente une vue agrandie du détail A de la Figure 1, présentant le grillage double torsion ;
les Figures 4 à 6 représentent des vues en perspective d'un élément, avec des tirants de renfort, selon une première, une deuxième et une troisième variante de réalisation ;
la Figure 7 représente une vue en perspective d'un élément, muni des moyens de renfort, d'une paroi de séparation transversale verticale et des moyens de protection amovibles utilisés lors du remplissage ;
la Figure 8 représente une vue en perspective des moyens de protection amovibles selon une autre variante ;
la Figure 9 représente une vue en perspective d'un coffrage de remplissage ;
la Figure 10 représente une vue en perspective partielle des moyens de maintien de l'élément à l'intérieur du coffrage de remplissage ;
la Figure 11 représente une vue en perspective partielle des moyens de manutention insérés dans l'élément ; et
la Figure 12 représente une vue synoptique en perspective des étapes de remplissage et de compactage du matériau.
la Figure 13 représente une vue en perspective éclatée d'un gabion construit selon une deuxième forme de réalisation ;
la Figure 14 représente une vue en perspective de l'élément assemblé selon la forme de réalisation de la Figure 13 ;
la Figure 15 représente une vue agrandie du fond un gabion de la figure 14 ;

Description détaillée de l'invention

Comme l'illustrent les Figures 2 à 7, un élément individuel de construction (1) est destiné à réaliser un ouvrage de génie civil ou de travaux public. Cet élément (1), vide au départ, va être rempli de matériaux de remplissage, puis livré sur son site d'utilisation. Cet élément (1) se présente sous la forme d'un gabion sensiblement parallélépipédique.
Le gabion comprend un contenant sous la forme d'une cage métallique extérieure (2), conçue pour recevoir les matériaux. La cage (2) est réalisée en grillage double torsion (voir Figure 3). La cage (2) comprend un fond (3), quatre faces latérales (4) et un couvercle (6). Le fond (3), les faces latérales (4) et le couvercle (6) sont constitués chacun par un panneau indépendant (7). Il est à noter que l'on peut utiliser un panneau plié, de façon à obtenir par exemple simultanément le fond (3) et deux faces latérales (4).
Dans une première étape du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, les panneaux (7) sont réalisés à partir de grillage double torsion (8). De par sa structure intrinsèque, et comme cela est montré en Figure 3, le grillage double torsion (8) possède une maille hexagonale répétitive (9).
Le Tableau 1 ci-dessous donne les valeurs des diamètres maximum (d) pour différentes largeurs de maille (D), selon la norme NF EN 10223 - 3 et devant être respectées pour la fabrication de panneaux de gabion. Tableau 1

Largeur de maille (D), en mm Diamètre maxi de fil (d), en mm

50 2,4

60 2,7

80 3

100 3,4
Selon l'invention et dans le choix s'opérant dans la première. étape, pour de bonnes performances mécaniques de la cage (2), le grillage double torsion (8), utilisé pour les quatre faces latérales verticales (4) et pour le fond (3), présente un diamètre de fil (d) sensiblement supérieur au diamètre de fil pour un grillage double torsion défini par la norme NF EN 10223 - 3. Ce choix de diamètre confère des avantages très importants par rapport aux grillages connus à ce jour.
En effet, des tests comparatifs montrent que la résistance à la traction, ainsi que la résistance au poinçonnement sont bien supérieures à celles que l'on obtient avec des grillages réalisés à base de fil métallique dans des combinaisons maille/fil reconnues par la norme actuellement en vigueur. A composition d'acier analogue, et à propriétés géométriques de maille similaires, ces résistances sont effectivement meilleures de plusieurs facteurs par rapport à des grillages de fils selon la norme. Ces avantages compensent avantageusement la complexification du procédé de fabrication du grillage, qui nécessite des machines de tissage susceptibles de traiter des fils de fort diamètre, avec donc des efforts mécaniques développés bien supérieurs.
Le diamètre de fil (d), en mm, suit la relation suivante, en fonction de la largeur de maille (D), en mm, d = f(D) : d > 1,25.10^-5.D³ - 2,875.10^-3.D² + 0,2325.D - 3,6.
Le Tableau 2 ci-dessous donne les valeurs moyennes et préférentielles des diamètres (d) pour différentes largeurs de maille (D), selon la présente invention. Tableau 2

Largeur de maille (D), en mm Diamètre de fil (d) moyen, en mm Diamètre de fil préférentiel (d), en mm

50 2,5 - 3,5 2,7

60 2,8 - 4,5 3,0

80 3,1 - 6,0 4,0

100 3,5 - 7,0 4,2
A titre d'exemple très préférentiel, les mailles utilisées pour les gabions de la présente invention ont des dimensions de l'ordre de 4,0 mm pour une largeur de 80 mm.
Dans une deuxième étape du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, les quatre panneaux (7) constituant les quatre faces latérales (4) sont solidarisées (Flèches A en Figure 1) par leurs bords communs au panneau (7) du fond (3). Le panneau (7) formant le couvercle est ensuite solidarisé à une arête supérieure de l'une des faces latérales. La solidarisation se fait grâce à des pliages, des agrafes, des ligatures, ou tout autre moyen manuel ou automatique. La cage (2) prête à être remplie par des matériaux est maintenant constituée.
Dans une troisième étape facultative du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, la cage (2) comprend (voir Figure 2 à 7) des renforts sous la forme de séries de tirants transversaux (11). Ces séries (11) sont formées par des tirants ou tiges métalliques (12), munies d'un crochet (13) à leurs extrémités, de façon à pouvoir s'accrocher au grillage double torsion des faces latérales (4). Les tirants (12) se déploient entre les faces latérales opposées (4). Les tirants s'étendent également longitudinalement, c'est-à-dire perpendiculairement aux tirants transversaux.
Dans une première variante de réalisation (voir Figure 4), pour une cage (2) présentant des dimensions égales à 1 m de largeur, 1 m de hauteur et 1 m de profondeur, deux nappes (11) de six tirants (12) sont accrochées, chacune étant maintenue à un niveau situé au tiers de la hauteur. Dans ce cas, une nappe comprend trois tirants transversaux perpendiculaires à trois tirants longitudinaux. On peut compter douze tirants par m³.
Dans une deuxième variante de réalisation (voir Figure 5), pour une cage (2) présentant des dimensions égales à 1 m de largeur, 0,5 m de hauteur et 1 m de profondeur, une nappe (11) de six tirants (12) est accrochée à un niveau situé à mi-hauteur. Dans ce cas, la nappe (11) comprend trois tirants transversaux perpendiculaires à trois tirants longitudinaux.
Dans une troisième variante de réalisation (voir Figure 6), pour une cage (2) présentant des dimensions égales à 1 m de largeur, 1 m de hauteur et 0,5 m de profondeur, deux nappes (11) de quatre tirants (12) sont accrochées, chacune étant maintenue à un niveau situé au tiers de la hauteur. Dans ce cas, une nappe (11) comprend trois tirants transversaux perpendiculaires à un tirant longitudinal.
Dans une quatrième variante de réalisation (voir Figure 7), les tirants (12) se déploient entre deux des quatre faces latérales opposées (4).
Dans une quatrième étape facultative du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, un diaphragme ou paroi intermédiaire verticale (14) est assemblée (voir la variante de réalisation de la Figure 6) à l'intérieur de la cage (2). Cette paroi rapportée (14) sert à assurer un renforcement du gabion (1). Cette paroi rapportée (14) sert également à sépare transversalement la cage (2) en deux compartiments ou volumes distincts (16).
Cette paroi intermédiaire (14) s'étend ainsi entre deux des quatre faces latérales (4), de préférence entre les faces latérales opposées. La paroi intermédiaire (14) est également réalisée en grillage double torsion. Le grillage double torsion utilisé pour le panneau de cette paroi intermédiaire (14) peut suivre les diamètres définis par la norme NF EN 10223 - 3.
Dans une cinquième étape facultative du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention (voir Figure 11), des moyens de manutention (17) sont positionnés en étant fixés au niveau du fond (3) de la cage (2). Ces moyens de manutention (17) servent à soulever la cage (2), puis le gabion rempli (1).
Ces moyens de manutention (17) comprennent une première pièce rigide, par exemple une barre (18) de 30 mm de diamètre pour 500mm de long. La barre (18) est insérée dans le fond (3) de la cage (2). Une deuxième pièce souple, par exemple un câble ou une sangle de levage (19), est attachée à la première pièce rigide (18). La barre (18) peut être mise en place sous la paroi inférieure (3) du gabion, de sorte que la sangle enroulée autour de la barre forme une boucle qui la rend solidaire de la barre (18) ou bien de sorte que la barre traverse simplement la sangle maintenue ensuite en tension pour éviter tout déplacement. Suivant la méthodologie utilisée pour la préparation du gabion, cette barre peut être maintenue sous le fond (3) du gabion par différents moyens pour permettre la manipulation du gabion après la mise en place de la barre (18), en particulier lors du déplacement du gabion vers le coffrage de remplissage. Ce maintient peut être réalisé par une portion de grillage supplémentaire placée sous la barre, et fixée à la paroi de fond (3).
Dans une sixième étape du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, la cage (2) est positionnée dans un coffrage (voir Figure 9) servant au remplissage (21). Le coffrage (21) permet de coffrer et donc de maintenir la structure de la cage (2) lors de l'étape de remplissage qui va suivre. Le coffrage (21) est modulaire en étant constitué de panneaux (22), qui sont assemblés les uns aux autres par des vis, par des charnières et des portes (23). La configuration du coffrage (21) permet de remplir une ou plusieurs cages (2) de même format ou de formats différents. A titre d'exemple, des variations de formats possibles sont avec les dimensions suivantes : 1 m ou 2 m de largeur pour 0,5 m ou 1 m de hauteur pour 0,5 m ou 1 m de profondeur.
Dans une septième étape facultative du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, des moyens de protection amovibles (24) contre la chute du matériau dé remplissage sont posés (Flèche P en Figure 7) sur des zones pouvant être abîmées. Ces zones sont l'arête supérieure (26) de la paroi de séparation transversale (14) et les tirants (12).
Ces moyens de protection (24) typiquement métalliques, peuvent prendre la forme d'une cornière, de fers plats, de barres ou de tubes, ronds ou carrés, ramifiés (Figure 8) ou non, de façon à recouvrir partiellement ou totalement les zones fragiles.
Dans une huitième étape facultative du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, avant l'opération de remplissage de la cage (2) qui suit, des moyens de maintien (27) permettent de garder les quatre faces latérales (4) plaquée contre les parois intérieures correspondantes de coffrage (21), pendant le remplissage qui va suivre (voir Figure 10). Les moyens de maintien (27) sont disposés en différents points, par exemple verticalement et transversalement sur chaque face (4).
Les moyens de maintien (27) se présentent sous la forme de barres (28) placées à l'extérieur du coffrage (21). Ces barres (28) possèdent plusieurs crochets (29) agrippant le grillage double torsion (8) de la cage (2) à travers des lumières (31) prévue dans le coffrage de remplissage (21). Ces moyens de maintien (27) évitent ainsi une courbure potentielle des faces latérales (4) vers l'intérieur lors du remplissage.
Dans une neuvième étape facultative du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, avant l'opération de remplissage de la cage (2) qui suit, la sangle (19) est mise en tension et est maintenue à la verticale par des moyens spécifiques de mise en tension. La sangle (19) traverse le matériau de remplissage à peu près à la verticale et est englobée à demeure dans le gabion rempli (1).
Les moyens de mise en tension comprennent une barre transversale (32), passant dans une boucle formée par la sangle (19). La barre (32) est soulevée vers le haut (Flèches L en Figure 11) par deux systèmes mécaniques, de type piétement (33), situés aux extrémités de la barre (32) et sur ou en dehors du coffrage (21).
Dans une dixième étape du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, la cage (2) est remplie de manière progressive (voir Flèche F en Figure 12) avec du matériau de remplissage (34). Le remplissage est effectué au moyen d'un chariot (36) muni d'un godet (37). C'est un moyen efficace qui permet de remplir à proximité directe du lieu de production du matériel de remplissage, dans différents sites industriels et environnements variés, comme des carrières et des chantiers.
Le godet (31) possède une largeur spécifique adaptée à la largeur du coffrage (21), par exemple 1,80 m pour un coffrage de 2 m. Le volume du godet (37), par exemple égal à 1 m³, permet de minimiser le temps de remplissage. Le godet (37) assure enfin une bonne répartition des pierres dans l'ensemble de la cage (2).
Le matériau de remplissage utilisé (34) est de la pierre à gabions. En termes de dureté et de gélivité, le matériau répond à la norme NF-EN-13383. En termes de granulométrie, le matériau répond à la norme intitulée « Exécution des ouvrages en gabions » NF-P 94 325 - 1. La granulométrie utilisée est réduite à 80-130 mm, afin d'augmenter l'homogénéité du remplissage et de diminuer les espaces se constituant lors du remplissage et du compactage qui suit. Le remplissage avec des matériaux (34) doit être réalisé avec soin, par couches successives et avec vibro-compactage. La norme NF-P 94 325 - 1 impose les règles de l'art en matière de montage, d'assemblage et de remplissage des gabions. En effet, la stabilité du gabion, et ainsi de l'ouvrage formé avec ces gabions, dépend de la façon dont les matériaux ont été choisis, puis placés à l'intérieur de ce contenant.
Dans une onzième étape du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, la cage (2) insérée dans le coffrage (21) et en cours et en fin du processus de remplissage, est soumise à des vibrations. Pour ce faire, le coffrage (21) est posé sur une table vibrante (38). Le coffrage (21) permet ainsi de maintenir les parois latérales (4) de la cage (2), pour éviter leur déplacement consécutif aux vibrations nécessaires pour tasser le matériau de remplissage (34).
La table vibrante (38) est dimensionnée pour vibrer une masse totale variant entre 2 et 4 tonnes. Le cycle de vibrations est constitué de deux phases successives, chacune à une fréquence spécifique. Ces deux niveaux différents de vibrations permettent d'augmenter la cohésion du compactage du matériau de remplissage (34), en raison de leur impact sur les différentes tailles et masses des pierres constitutives de ce matériau (34).
Dans une forme particulière de réalisation, la table vibrante (38) utilisée dans le processus de remplissage a une structure mécano-soudée à base de profilés. La table (38) est équipée de deux vibrateurs électriques, pour une charge à vibrer de l'ordre de 3,5 tonnes. Le plateau de la table (38) est monté sur six amortisseurs de type rails d'amortissement.
Dans une douzième étape du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, la cage (2) est refermée avec le couvercle supérieur horizontal (6). Le grillage double torsion utilisé pour le panneau de ce couvercle (6) peut suivre les diamètres définis par la norme NF EN 10223 - 3.
Dans une treizième étape du procédé de fabrication du gabion selon la présente invention, le gabion (1) est soulevé et sorti du coffrage (21). Le gabion prérempli (1), obtenu conformément à la mise en oeuvre de toutes ou partie des étapes décrites, est prêt à être livré sur son site d'emplacement.
Indépendamment du procédé de fabrication, le gabion peut être réalisé selon une variante de construction illustrée aux figures 13 à 15. Ainsi, comme illustré à la figure 13, le gabion est constitué par l'assemblage de deux sous ensembles (52,53) présentant chacun une configuration générale en U. Le premier sous ensemble (52) est formé par un seul pan de grillage plié pour former deux faces latérales (54,58) et une face de fond (56). Le second sous ensemble (53) est construit de façon analogue, pour former deux faces avant (57) et arrière (55) reliées par une face de fond (59), et comporte également une face supplémentaire (61) destinée à former le couvercle du gabion. Ce couvercle peut toutefois être formé d'une troisième pièce rapportée.
Après assemblage, et comme illustré à la figure 14, les deux sous-ensembles (52,53) sont disposés de telle sorte que leurs faces de fond (56,59) se superposent. Il est possible d'interposer entre ces deux faces de fond la barre rigide (18) ou plus généralement une portion des moyens de manutention destinés au levage du gabion.
De façon préférée, les deux faces (56,59) formant le fond du gabion sont assemblées entre-elles de façon à présenter, des mailles (62,63), ou plus précisément des zones de torsion des fils, définissant une direction de résistance préférentielle (R), perpendiculaire l'une par rapport à l'autre. En étant positionnées à angle droit, la conjonction des mailles (62) du premier sous ensemble (52) et du deuxième sous-ensemble (53) accroissent la résistance du fond obtenu.
Les faces latérales (54,55,57,58) présentent des mailles toutes orientées dans la même direction, orientée verticalement, lorsque la cage est assemblée. De ce fait, en raison du poids du gabion remplis, les forces agissant sur le fond sont réparties de manière homogène sur chacune des faces latérales.
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.

Claims

Procédé de fabrication d'un élément individuel de construction (1) pour la réalisation d'un ouvrage de génie civil, formant un contenant apte à recevoir un matériau de remplissage (34), délimité par une enveloppe extérieure (2), sensiblement parallélépipédique, présentant un fond horizontal (3), quatre faces latérales verticales (4) et un couvercle supérieur horizontal (6), réalisée en un grillage double torsion (8) d'un type de maille donné (9), comprenant les étapes successives consistant :
- à assembler les panneaux entre eux (4), afin de constituer l'enveloppe (2) ;

- à mettre en place des moyens de manutention (17) de l'élément (1), en les associant au panneau formant le fond de l'enveloppe ;

- à positionner ladite enveloppe (2) dans un coffrage de remplissage (21) ;

- à remplir progressivement ladite enveloppe (2) avec le matériau (34), tout en maintenant les moyens de manutention accessibles par la face supérieure de l'élément ;

- à assurer un compactage par vibrations dudit matériau (34) ; et

- à refermer ladite enveloppe (2) avec le couvercle supérieur horizontal (6).
Procédé selon la revendication 1, dans lequel le grillage double torsion (8) présente, pour le type de maille donné (9), un diamètre de fil (d) sensiblement supérieur au diamètre de fil pour un grillage double torsion défini par la norme NF EN 10223-3 ;
Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre de fil (D) du grillage double torsion (8) est fonction d'une largeur (D) de maille (9) dudit grillage double torsion (8), selon la relation : $d > x_{1} . D^{3} + x_{2} . D^{2} + x_{3} . D + x_{4}$
dans laquelle x₁ = 1,25.10^-5 ; x₂ = -2,875.10^-3 ; x₃ = 0,2325 ; x₄ = -3,6 ; et
D et d sont exprimés en mm.
Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le diamètre de fil (1) du grillage double torsion (8) est sensiblement compris:
- entre 2,5 mm et 3,5 mm, de préférence sensiblement égal à 2,7 mm, pour une largeur (D) de maille (9) du grillage double torsion (8) sensiblement égale à 50 mm,

- entre 2,8 mm et 4,5 mm, de préférence sensiblement égal à 3,0 mm, pour une largeur (D) de maille (9) du grillage double torsion (8) sensiblement égale à 60 mm,

- entre 3,1 mm et 6,0 mm, de préférence sensiblement égal à 4,0 mm, pour une largeur (D) de maille (9) du grillage double torsion (8) sensiblement égale à 80 mm,

- entre 3,5 mm et 7,0 mm, de préférence sensiblement égal à 4,2 mm, pour une largeur (D) de maille (9) du grillage double torsion (8) sensiblement égale à 100 mm.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coffrage (21) présente une structure modulaire, réalisée à base de panneaux de différentes dimensions réunis entre eux (22), en fonction des dimensions de l'enveloppe (2).
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de remplissage (34) possède une granulométrie sensiblement égale à 80-130 mm.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape consistant à assurer un compactage par vibrations du matériau (34) est mise en oeuvre en deux cycles à fréquences différentes, avec une table vibrante (38), sur laquelle est posée le coffrage (21) et l'enveloppe (2).
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire, intercalée entre l'étape consistant à assembler les panneaux (7) et l'étape consistant à positionner l'enveloppe (2) dans le coffrage (21), consistant à assembler au moins un tirant de renfort (12) destiné à relier entre-elles deux des quatre faces latérales verticales (4).
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire, intercalée entre l'étape consistant à assembler les panneaux (7) et l'étape consistant à positionner l'enveloppe (2) dans le coffrage (21), consistant à assembler au moins une paroi de séparation transversale verticale (14), se déployant entre deux des quatre faces latérales verticales (4), de façon à former au moins deux volumes distincts (16) à l'intérieur de l'enveloppe (2).
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de manutention (17) présentent une pièce rigide (18) associée au niveau du fond horizontal (3) et une pièce souple apte au levage (19), rectiligne, coopérant avec la pièce rigide (18), et apte à traverser le matériau (34).
Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire, intercalée entre l'étape consistant à positionner l'enveloppe (2) dans le coffrage (21) et l'étape consistant à remplir l'enveloppe (2) avec le matériau (34), consistant à mettre en tension la pièce souple (19), de façon à la faire traverser le volume de l'élément sensiblement à la verticale.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire, intercalée entre l'étape consistant à positionner l'enveloppe (2) dans le coffrage (21) et l'étape consistant à remplir l'enveloppe (2) avec le matériau (34), consistant à positionner des moyens de protection amovibles (24) contre le matériau (34), posés sur une arête supérieure (26) de la ou des parois de séparation transversales verticales (14) et/ou sur le ou les tirants transversaux (12).
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément est formé par l'assemblage de deux sous ensembles en configuration générale en U, formés chacun par l'association de plusieurs panneaux constituant au moins deux latérales verticales et une face de fond, les panneaux des faces de fond des deux sous ensembles étant superposés.
Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le panneau formant le fond du premier sous-ensemble comprend un grillage double torsion (12) possédant des mailles (13) orientées perpendiculairement aux mailles (13) du grillage double torsion (12) du panneau formant le fond du deuxième sous-ensemble.