La présente invention concerne une cheville à fourreau rapporté ainsi qu'un procédé et un outil pour la mise en œuvre de ladite cheville pour la fixation de poteaux ou piquets dans le sol.

Des quatre principaux modes de fixation dans le sol de poteaux ou similaires, le premier consiste à préparer un trou dans le sol, à planter la base du poteau au fond du trou, puis à remblayer. L'inconvénient de cette solution, en plus d'un important travail (creusement et remblaiement) , est qu'elle n'assure pas au poteau une bonne stabilité, le remblaiement avec la terre extraite n'offrant qu'une faible résistance aux efforts transversaux exercés sur le poteau. Pour cette raison, on remplace ce remblaiement par du béton. Cette solution est coûteuse en temps, en mains d'œuvre, et en transport de béton. Une autre solution, plus aisée, utilise des moyens de stabilisation associés à la base du poteau et engagés en même temps que ce dernier dans le trou : après remblaiement, ces stabilisations (généralement des éléments d'ancrage radiaux en saillie) assurent une meilleure fixation au poteau. Toutefois, l'inconvénient de cette solution est qu'elle nécessite de creuser des trous importants pour recevoir le poteau avec ses moyens de stabi¬ lisation.

Le deuxième mode de fixation des poteaux consiste à les enfoncer par percussion. Cela compacte légèrement le sol autour du poteau pendant la pénétration, d'où une meilleure stabilisation comparativement au poteau placé dans un trou préalable.

Toutefois, dans de nombreuses applications, le résultat obtenu est insuffisant et l'adjonction de moyens de stabili¬ sation est nécessaire.

Le troisième mode de fixation consiste à placer les moyens de stabilisation après que le poteau soit enfoncé dans le sol. Ces moyens de stabilisation peuvent par exemple consis¬ ter en une plaque de tôle rectangulaire ou taillée en pointe vers le bas, avec, dans sa partie médiane, un bridage (obte¬ nu par découpes et emboutissage) de même dimension que la section du poteau, permettant sur ce dernier un montage coulissant. Une fois la base du poteau enfoncée en terre, on la stabilise en faisant coulisser la plaque jusqu'au sol où on l'enfonce- par percussion, ce qui détériore "la galvanisa¬ tion ou le revêtement du poteau.

Il est clair que ce mode de fixation ne résout en aucune façon le problème de l'enfoncement du poteau, notamment ceux de grandes tailles et en sols rocheux : les poteaux tradi¬ tionnels ne peuvent être enfoncés directement qu'en sols meubles. En outre, ce mode de fixation, de même que les précédents, ne permettent pas une extraction facile du poteau et, par conséquent, son remplacement, rejoignant en cela les techniques traditionnelles qu'elles voulaient concurrencer.

Le quatrième mode de fixation consiste à utiliser une cheville préalablement enfoncée, dans laquelle on engage le poteau par exemple de la façon décrite dans le brevet FR 2 422 797 qui fait intervenir une cheville spéciale, enfoncée grâce à un outil approprié : selon ce brevet, la cheville destinée à la fixation dans le sol de poteaux ou

piquets comprend des ailettes d'ancrage délimitant par leurs bords repliés un fourreau sensiblement égal à la hauteur totale de la cheville, qui constitue le logement de la base du poteau ou du piquet.

Or, le guidage de la cheville est d'autant plus précis que la broche de l'outil d'enfoncement et le fourreau ont, au moins sur une partie de leur longueur, des sections identi¬ ques ou complémentaires. Il est donc nécessaire d'utiliser une pluralité de broches de sections différentes s'adaptant aux divers profils des fourreaux de cheville.

En outre, les chevilles décrites dans le brevet FR précité ne sont utilisables que pour une section déterminée de poteau ou de piquet, ce qui impose, là encore, un stock important et varié de pièces.

L'invention a pour objet de supprimer ces inconvénients. Elle propose une cheville de fabrication simplifiée et pouvant être adaptée à différents types d'outils tout en ^' étant apte à recevoir diverses sections de poteaux et piquets.

A cet effet, .elle propose une cheville comprenant :

- une pièce d'ancrage dont la portion de surface centrale, ou partie médiane, s'étend sur toute la hauteur de la pièce, selon un axe médian correspondant à l'axe d'enfon¬ cement de la pièce,

- au moins deux ailes dont la bordure supérieure est desti¬ née à recevoir les efforts de percussion et dont au moins une partie de la bordure latérale est biaise par rapport à l'axe d'enfoncement, pour favoriser la pénétration dans le sol.

- des premiers moyens d'assemblage aménagés de part et d'autre de la partie médiane, formant des logements allon¬ gés et plats,

- un fourreau amovible, sous forme de profilé, de longueur égale à la pièce d'ancrage, et de section variant en fonction de celle du poteau ou piquet correspondant,

- des seconds moyens d'assemblage, sous forme de méplats latéraux, coopérant sur ce fourreau avec les premiers moyens, pour assurer la fixation du fourreau amovible précité sur la partie médiane, coaxialement à l'axe d'enfoncement.

Un assemblage temporaire se fait alors, par coulissement des méplats du fourreau amovible, dans les logements allongés et plats de la pièce d'ancrage, parallèlement à l'axe d'enfon¬ cement.

Par ailleurs, ^• l'invention propose des perfectionnements facilitant la préhension, la mise en place de la cheville à l'endroit où elle doit être enfoncée dans le sol, l'extrac¬ tion de l'outil, et l'introduction du poteau ou du piquet dans le fourreau, une fois la cheville enfoncée.

A cet effet, elle prévoit une cheville du type susdit dans laquelle la partie supérieure du fourreau est déformable et un outil comprenant une pièce de butée et une broche et, à la jonction entre ces deux éléments, une forme s'évasant progressivement de ladite broche à ladite pièce de butée, afin d'assurer :

- la préhension de la cheville par introduction de la broche dans le fourreau jusqu'à ce que l'orifice supérieur de celui-ci vienne se coincer contre la forme évasée, de manière à ce que la cheville soit solidarisée par coince¬ ment avec l'outil, ce qui permet de la transporter, en suspension, jusqu'au lieu d'enfoncement désiré.

- la formation d'un evasement par déformation progressive de la partie supérieure du fourreau selon 1'evasement de la broche, sous les percussions, cet evasement facilitant l'extraction de l'outil et l'introduction du piquet ou poteau,

- la concentration des percussions et le guidage appliqués à la cheville par l'outil selon l'axe d'enfoncement et au droit de la partie centrale qui est plus résistante que les ailes de stabilisation,

- le sertissage solidarisant les deux pièces de la cheville et assurant par cet evasement une cohésion meilleure et définitive.

Selon une caractéristique de l'invention, la formation du susdit evasement est facilitée par le fait que les parois du fourreau, en particulier au niveau de sa partie supérieure, sont minces et exemptes de surépaisseurs importantes et sont, par conséquent, aptes à être déformées.

D'autres particularités et avantages de l'invention appa¬ raîtront clairement à la lumière de la description ci-après, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :

La figure 1 est une vu ^* e.en perspective d'une cheville, dont les figures 2 et 3 représentent les sections respectives de la pièce d'ancrage et d'un élément du fourreau selon deux modes d'exécution différents ;

La figure 4 représente différentes sections possibles pour l'élément de fourreau adaptables à une même pièce d'ancrage que celle de la figuré 2, seuls les méplats étant identiques ;

Les figures 5 et 6 représentent une variante d'exécu¬ tion d'une cheville, respectivement en perspective et en section droite ;

La figure 7 est une vue partielle des languettes que comporte la pièce d'ancrage de la figure 5 ;

La figure 8 représente partiellement, en perspective, la pièce d'ancrage de la figure 5 assemblée à l'élé¬ ment de fourreau rapporté (et en partie seulement • engagé) de la figure 6 ;

La figure 9 illustre en perspective une forme d'exécu- tion dans laquelle le fourreau est entièrement consti¬ tué par un élément rapporté ;

Les figures 10 et 11 montrent en section droite, respectivement la pièce d'ancrage et les éléments de fourreau rapporté, dans une forme exécutable par extrusion ou par pultrusion ;

La figure 12 est une coupe schématique illustrant le mode d'enfoncement de la cheville dans le sol, à l'aide d'un outil manuel ;

La figure 13 est une coupe schématique montrant le tassement de la terre autour d'une cheville enfoncée conformément au procédé selon l'invention ;

La figure 14 est une perspective montrant l ¹ evasement de l'outil à la jonction entre la broche et la pièce de butée ;

La figure 15 est une perspective montrant la déforma¬ tion obtenue sur la cheville par la partie évasée de l'outil ;

La figure 16 est une perspective d'un fourreau inter- calaire amovible adaptant la section de la broche de l'outil à des chevilles de sections différentes ;

La figure 17 est une coupe d'ensemble représentant la surface d'appui de la pièce de butée de la broche d'un outil, une partie de la cheville sur laquelle l'outil prend appui, et un fourreau intercalaire amovible, en place autour de ladite broche ;

La figure 18 est une coupe schématique d'une cheville dans laquelle les premiers et deuxièmes moyens d'assemblage sont repliés vers l'extérieur au lieu de l'intérieur ;

La figure 19 est une perspective montrant le dépasse¬ ment de la broche appointée de l'outil par rapport à la partie tronquée d'une cheville prête à être enfon- cée ;

La figure 20 est une vue en perspective schématique d'une cheville sur laquelle est fixé un poteau de grande section, par l'intermédiaire d'une platine ;

La figure 21 est une représentation schématique, en perspective, permettant d'illustrer le sertissage d'un poteau au moyen d'un outil approprié.

La cheville des figures 1 à 4 et 18 comprend une pièce d'ancrage 1 réalisée en une seule tôle découpée dont les plis réunissent les ailes 101 et 102 à la partie centrale 103, et constituent deux logements plats et allongés 1010 et 1020 ouverts sur un côté et aux extrémités, pour recevoir les méplats repliés d'un élément de fourreau tel que 201, 202, 203, 204, 205.

Définissant par leur conformation un axe XX' et un sens F d'enfoncement, les ailes 101 et 102 sont inclinées symétri- quement par rapport à la partie médiane 103 pour recentrer l'effort d'enfoncement par rapport au volume déterminé par l'ensemble de la cheville et obtenir un ancrage multidirec- tionnel stabilisé.

Les deux logements plats 1010, 1020 renforcent également les résistances longitudinale et centrale de la cheville, là où se concentrent les percussions.

La figure 2 représente, en pointillé, l'élément de fourreau 202 et la partie médiane de la cheville 103 située à une distance appropriée de la face du fourreau qui est parallèle à ladite partie médiane. Les jonctions (entre les plis exté¬ rieurs de la partie médiane 103 et les ailes 101 et 102) forment des butées en saillies 1011 et 1021 qui empêchent les deux faces encastrées du fourreau 202 de s'écarter. La cheville et le fourreau qui lui est solidarisé sur toute sa hauteur ont un développé maximalisant la surface de contact avec la butée de la broche. La base de la cheville est tron- quée pour économiser du métal, le débord de l'extrémité appointée de l'outil étant suffisant pour l'enfoncement (figure 19) .

En variante de forme et de disposition, les plis de la pièce d'ancrage et les méplats du fourreau s'ouvrent vers l'axe de symétrie de la cheville et non vers les ailes (figure 18) . En figure 2, les plis sont plus simples et protègent mieux les lignes de pliage en cas de rencontre avec des pierres. Par contre, dans l'exemple représenté figure 18, l'utilisa- tion de languettes au lieu de plis facilite la fabrication, notamment avec une partie centrale unie et un fourreau à méplats extérieurs. Cette disposition rend impossible l'écartement des flancs latéraux du fourreau.

Pouvant faire saillie à l'extérieur et non plus à l'inté¬ rieur du volume défini par les ailettes, la partie médiane 103 peut même former une pièce distincte assemblée à deux ailettes séparées ; les trois parties -de la pièce d'ancrage et le fourreau forment au moyen de bords repliés une chevil- le réduisant le stockage mais pénalisant les mises en œuvre et fabrication.

Le fourreau ouvert n'est fermé que par sa jonction à la partie centrale de la pièce d'ancrage. Si le recentrage des efforts d'enfoncement par rapport au volume défini par les ailettes est respecté, le rôle des deux pièces pour former un fourreau complet peut être plus ou moins égal. On peut même envisager de conférer à chacune de ces deux pièces le rôle d'un demi-corps de fourreau.

Dans l'une des formes d'exécution des figures 1 à 4, l'élé- ment de fourreau rapporté est guidé et reçu par des loge¬ ments plats formés par des plis d'une longueur égale à celle de l'élément d'ancrage afin que la broche de l'outil occupe l'intégralité du fourreau et empêche toute pénétration de terre.

L'une des formes d'exécution des figures 5, 6 et 7 montre que les logements plats n'ont pas besoin de régner de façon continue sur toute la hauteur de la cheville ; aux plis continus de guidage et de logement de l'élément du fourreau rapporté sont préférés deux couples de languettes 2011-2021 et 2012-2022 obtenus par découpes et emboutissage de la partie centrale de la pièce d'ancrage. La surface des languettes est préservée de l'emboutissage pour rester dans le plan de la face supérieure du bossage parallélépipédique 1032 tout en recouvrant partiellement deux gouttières 1030- 1031 séparées par ce bossage 1032. Ces couples de languettes suffisent à assurer, en coopération avec les gouttières, le guidage et le maintien des bords repliés ou méplats de l'élément.de fourreau rapporté 202 représenté partiellement engagé sur la pièce d'ancrage en figure 8.

Des éléments de fourreaux aux formes et dimensions différen¬ tes peuvent être rapportés sur la même pièce d'ancrage pour recevoir diverses sections de poteaux ou piquets.

Avantageusement, des raidisseurs tels que 1013-1014 (figu¬ res 5 et 7) sont réalisés sur la surface plane commune aux

deux languettes d'un même couple et sur la surface de bossa¬ ge intermédiaire, pour éviter le glissement intempestif du poteau et de l'élément du fourreau.

La pièce d'ancrage des figures 5 à 8, peut être avantageuse¬ ment réalisée d'un coup de presse, le fourreau pouvant alors être obtenu à partir de profils continus.

Le fourreau 204, pièce autonome rapportée, peut avoir une section fermée triangulaire, .circulaire, rectangulaire ou autre, mais aussi ouverte sur toute sa longueur comme illus¬ tré en figure 9, ce qui le rend apte à recevoir un poteau P de type "ELKOSTA" dont la protubérance en T passera au travers de la fente 2040 vers l'extérieur du fourreau et bloquera le poteau au niveau du bord supérieur de la bride 1023. La pénétration de terre dans le fourreau par la fente est négligeable et ne gêne en rien l'introduction du poteau.

La cheville des figures 10 et 11 est extrudée. Pour facili- ter l'enfoncement, les ailes de la pièce d'ancrage ont, par coupes biaises, une certaine pente.

Pour réduire le nombre de modèles des fourreaux rapportés et outils d'enfoncement, la compatibilité de poteaux et broches d'outil avec des sections de fourreau supérieures s'obtient en intercalant une pièce supplémentaire de calage ou "gaine de compensation" (rôle que joue le fourreau intercalaire amovible) . En métal ou en plastique, adhésive ou non, elle reste dans le fourreau après la pose du poteau en l'envelop- pant en tout ou partie, selon sa forme (bande, tube, autre) , un simple calage du poteau peut suffire (sur une seule face dans le cas de section triangulaire) .

Dans ses variantes, la cheville est enfoncée par les outils suivants :

- avec un outil normal on dispose la cheville C à l'emplace¬ ment où elle doit être enfoncée puis on engage dans son

fourreau la broche de l'outil dont la pointe faisant saillie à l'extérieur vient pénétrer dans le sol,

- avec l'outil à evasement on dispose la cheville C sur la broche où elle se coince sur l'évasement 173 (figure 14), ce qui permet la préhension de la cheville par coincement sur l'ouverture O du panneau (figure 15) et provoque dès les premiers chocs un élargissement de la partie supérieu¬ re du fourreau ; sont ainsi améliorées, pendant l'enfonce- ment, la liaison des deux pièces de la cheville par sertissage (pièce d'ancrage/fourreau) et le recentrage des chocs exercés dans l'axe central de la cheville sur la pièce de butée 17 en figure 12 puis, après enfoncement, l'extraction de l'outil et l'introduction du poteau:

Dans les deux cas, après introduction de la broche de l'outil dans la cheville, et sous les chocs du manchon 16 sur la pièce de butée 17 la cheville pénètre dans le sol. Après avoir légèrement dépassé le niveau du sol, l'outil est retiré puis le poteau introduit sans que la terre tassée n'ait pu pénétrer dans le fourreau.

La projection (lancée et lâchée) du bélier le long du guide de l'outil au-dessus de la pièce de butée, augmente à tel point l'énergie cinétique de ce bélier que les efforts transmis à la pointe de la broche débordant la base tronquée de la cheville (figure 19) pulvérisent des roches substan¬ tielles.

La figure 12 montre, dépassant le fourreau d'une cheville en cours d'enfoncement, la pointe d'une broche 151 munie d'une pièce de butée 17 dont la face inférieure 172 et l'évasement 173 prennent appui sur la cheville C et dont la face supé¬ rieure 171 reçoit les coups du bélier 16 (aux crantages facilement préhensibles 161) coulissant sur le guide 15.

Dans les deux cas, l'adaptation de l'outil de fonçage à des sections différentes de fourreau peut s'obtenir par un

manchon intercalaire d'adaptation amovible, dont la partie centrale 3 (figures 16-17) est munie ou non d'évidements longitudinaux 30, 31, 32, 33 compris entre les extrémités 2 et 2', l'extrémité 2 épousant étroitement la broche R de l'outil de fonçage juste au-dessus de la pointe de ce dernier.

On dispose ainsi d'un jeu de manchons qui permettent d'adap¬ ter un outil unique à des chevilles ayant des fourreaux F de sections différentes.

Les évidements 30, 31, 32, 33 empêchent le manchon d'adhérer au fourreau de la cheville et à la partie centrale de la broche de l'outil.

La partie 2' du manchon se termine avantageusement par une partie évasée 20 épousant celle de l'outil précédemment décrit et jouant le même rôle.

La cheville C est de construction plus légère car elle profite des pré-perforations et du guidage par l'outil.

La broche préserve l'intérieur du fourreau des chocs ou des flexions au cours du fonçage, sous l'effet cumulé des percussions ou des corps durs rencontrés.

Elle interdit également toute pénétration de terre nuisible à l'engagement ultérieur du poteau.

Le guidage et la tenue des chevilles ne sont pas affaiblis lorsque les ailes se tordent ou se déchirent en rencontrant des points durs dans le sol au cours du fonçage, la tenue est renforcée par :

- les déformations et déchirures partielles d'ailes,

- le tassement (effectué par la pointe de la broche) sur la terre déplacée le long du fourreau (figure 13) ,

- le très fort tassement (effectué par la butée - de la broche) en tête de la cheville, au-dessous du niveau du sol, en fin de fonçage, lorsqu'on insiste sur les percus¬ sions (figure 13) .

Par ailleurs, sont aménageables sur les ailes :

- des plis raidisseurs qui facilitent leur alignement et permettent une superposition pour le conditionnement ;

- des perforations qui facilitent leur déformation ration¬ nelle pour en améliorer l'ancrage et l'interpénétration de corps étrangers tels que de la terre, des racines, des pierres, etc..

Un exemple de réalisation de ces perforations et de ces plis raidisseurs est indiqué en traits interrompus sur la figure 20.

Les ailés peuvent en outre comprendre, comme représenté sur cette figure 20, des perforations 70 qui facilitent la mani¬ pulation et le stockage, ainsi que l'arrimage de câbles, crochets, etc..., en particulier pour le blocage de la platine 71 de base d'un poteau 72 de section importante.

Dans ce cas, le poteau 72 ne pénètre plus dans le fourreau ; la platine 71 est posée en lieu et place de la butée de l'outil, sur le haut du fourreau et des ailes, permettant ainsi l'emploi d'outils de faible section pour des chevilles et des poteaux de grande taille.

Pour solidariser le poteau à la cheville, on peut sertir le haut du fourreau par un choc ou une torsion horizontale d'un outil adapté, tel que, par exemple, celui représenté sur la figure 21.

Cet outil comprend une tige 73, munie à son extrémité infé¬ rieure, d'une fente 74 et qui comporte à son extrémité supérieure un bras transversal 75.

L'outil est placé de manière à ce que sa fente 74 chevauche le bord supérieur du fourreau 76, le pince, en pénétrant en partie dans le sol et en partie dans l'espace disponible existant entre le fourreau 76 et le poteau 77. En effectuant une rotation de la tige 73, grâce au bras 75, on provoque ainsi le sertissage du poteau 77 en réduisant la section du fourreau 76.

La pose de piquets à l'aide de chevilles à fourreau rapporté et d'outils d'enfoncement conformes à la présente invention peut avantageusement s'effectuer conformément au procédé ci-après qui comprend les étapes suivantes :

- le choix d'un fourreau rapporté correspondant à là section du poteau ou du piquet que l'on désire enfoncer ;

- le montage du fourreau sur une plaque d'ancrage ;

- la mise en place de la cheville ainsi constituée à l'endroit où l'on désire poser le poteau ou le piquet ;

- l'introduction, dans le fourreau, de la broche de l'outil d'enfoncement ;

- l'application d'efforts repétés sur l'outil d'enfoncement pour effectuer l'enfoncement simultané dudit outil et de ladite cheville ;

- l'extraction de l'outil d'enfoncement une fois la cheville totalement enfoncée dans le sol ;

- l'introduction d'un poteau ou d'un piquet dans le fourreau de la cheville.

Bien entendu, dans le cas où l'outil d'enfoncement comprend une partie évasée telle que celle précédemment décrite, une fois le montage du fourreau effectué sur la pièce d'ancrage, le procédé pourra comprendre :

- l'introduction de l'outil dans le fourreau de la cheville ainsi constituée ;

- la préhension puis la mise en place de l'ensemble formé par la cheville et l'outil à l'emplacement où l'on veut effectuer la pose du piquet ou du poteau ;

- l'enfoncement de la cheville de la façon précédemment indiquée.

De même, lorsqu'une adaptation de l'outil d'enfoncement au fourreau de la cheville est nécessaire, le procédé peut en outre comprendre, avant l'introduction de la broche de l'outil dans le fourreau de la cheville, la mise en place du manchon d'adaptation soit sur ladite broche, soit dans le fourreau.

Le procédé peut en outre comprendre une phase d'enfoncement supplémentaire de la cheville, légèrement en dessous du niveau du sol, pour permettre un tassement supplémentaire de la terre autour de la cheville.

Il est clair que le procédé précédemment décrit permet d'effectuer la pose de piquets ou de poteaux à des cadences très rapides quelle que soit la nature du sol. Il présente en outre l'avantage de n'utiliser que des matériaux simples, peu coûteux et pouvant se fabriquer industriellement en grandes séries.