Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
,Barxi~re de ~rotectio _
des câb~es ~marraqe suscePtibles de qlisser dan~ des
oraanes amortisseurs
L'invention se xapporte à une barrière de
protection contre des chu~es de pierres sur des terrain~
en pente, comportant au moins une na.ppe de file~ suivant
: sensiblement le terrain perpendiculairemen~ ~ la pente,
tenue déployée en hauteur :par des montants rigides et
retenue au moins:vers l'amon~ par des câbles d'amarrage
disposés; au droit des montants et xelies à des ancrages,
ces câbles comportant des organes amortisseurs aptes à
libérer une longueur de c~ble de réserve en réponse ~ un
effort de traction dépassant une valeur réglée.
Les barrières de protection conkre les chutes de
pierres, con~t.itu~es d'un grillage ou filet tenu par des
poteaux en travers de la trajectoire prévisi~le de
pierres en terrains en pente ont Eait l'objet de
nombreuses descriptions et réalisations matérielles. La
dif~iculté majeure de ce genre de baxri~re est le
maint,ien de la protection après l'impact de gros hlocs.
On comprend en effet qu'il est ~conomiquement
irxéalisa~le d'établir, en amont d'emplacements
pxotéger, des barri~res, murs ou consoles capables
d'arr~ter, en tou~es circonstances, les plus gros bloc~
suscepkibles de dévaler les pentes amon~, sans que les
obstacles ~de protection n'aient à ~tre révis~s. Déjà
l'utilisation de filets ou réseau maillés, qui
répartissen~ l'énergie d'impact sur les régions vvisines
du point d'impact précis, apporte un pr~mier élément de
solution. Mais,~ surtout lorsque l'impact se produi~ à
proximlté des poteaux, les efforts ~sultan~ de l'impact
se concentren~ sur le poteau, qui est sollicité en
reversement vers l' aYal; SOllS des impacts élevés il ~e
produit un pliag~ ou une rupture du poteau à proximit~ de
,
6~
sa base fondée dans le sol.
On a prevu d'attacher une nappe de ~ilet sur des
poteaux par l'interm~diaire de ressorts, afin de réduire
la brutalité de~ impacts. Cette réduc~ion est toutefois
limitée, en raison de la faible ~longation possible des
ressorts. En outre l'action des ressorts ne provoque pas
d'amortissement de l'énergie d'impact r et il peut se
produire des~rebonds dangereux.
La demande de hrevet FR-A-2 41~ 5~6 décrit une
barrière de protection et de sécurité, notamment contre
les chutes de pierres, qui comporte un écran de réseau
maillé maintenu déployé par des entretoises par rapport
auxquelles ce réseau possede une faculté de déplacement
relatif propre conféré par des organes de liaison à
résistance limitée s'étendant entre l'écran et des points
d'ancrage et de retenue. Ces organes de liaison sont des
câbles formant haubans, passant ~ travers des lumières
dans la tête et le pied de poteaux qui forment
entretoises, et reli~s à des ancrages en amont. Ces
câbles comportent des dispositi~s limiteurs de traction,
qui sont susceptibles de laisser ~iler des portions de
c~ble de x~serve entre des m~choire.s serrées de façon
réglée pour définir un seuil de résistance.
Les câbles de rives du réseau maill& d'~cr~n
peuvent comporter des limiteurs de traction du m~me type,
convenablement r~gl~s.
On comprend que, lors de l'impact d'un gros bloc,
les limiteurs de traction cèdent, l'energie d'impact
étant dégradée dans le fxot~ement des c~bles dans les
limiteurs de tractlon. L'écran s'écarte des poteaux de la
longueur de hauban c~dée, et a tendance ~ se refermex en
poche autour du bloc. En e~fet, les portions de hauban
qui ont coulissé dans les lumières du poteau autorisent
un certaln xapprochement des rives.
Ce type de barrière s'est avéré efflcacei
toutefois certaines imper~ections demeurent. Si l'impact
d'un gros bloc se produit directe~ent sur un poteau,
celui-ci va plier ou se rompre, et la harriere va se
coucher vers l'ava~, et perdre ainsi *ou~e e~ficacité
dans la zone du poteau ~rappé. Par ailleurs, sous l'e~fet
d'impacts répétes dans une zone localisée le
rapprochement des rives de l'écran maillé derriere les
blocs accumulés diminue la hauteur efficace de l'écran et
risque de former un talus en contre~pente, franchissable
par des pierres qui dévaleraient la p~nte ultérieurement.
L'invention a pour object~f de pallier ces
imperfections et propose ~ cet effet une barrière de
protection contre des chutes de pierres sur des terrains
en pentel comportant au moins une nappe de filet suivant
sensiblement le terrain perpendiculairemen-t ~ la pente,
tenue déployée en hauteur par des montants rigides et
retenue, au moins vers l'amont par des câbles d'amarrage
disposé~s au droit des montants et reliés ~ des ancrages,
ces câbles comportant des organes amortisseurs aptes ~
libérer une longueur de c~ble en x~serve en réponse à un
effort de traction dépassant une valeur réglée,
caractéri~ée en ce que la nappe étant li.ée aux montants
au moins en points haut et bas, chacun des montants est
tenu erigé par un faisceau de hauban~ liés ~ un moyen de
: guide capable de déplacement ~uivant la pente, un ~âble
d'amarrage avec organe amortisseur ~tant atte:L~ au moyen
de guide pour retenir le montant.
Ain~i, quels que soient les emplacements d'impact,
ou les ef~ets d'impacts antéri.eurs, la partie de barrière
frappée pourra reculer gxâce à la libération de c~ble par
un organe amortisseur, qui absorbera l'énergie d'impact,
sans que l'orientation et le déploiement en hauteux de la
nappe de filet soient sensiblement altérés.
De préférence, le moyen de guide e5t constitué par
une boucle de câble ~ermée sur elle-même et passant sur
des poulies de renvoi aux extrém.ités amo~t et aval du
moyen de guide, avec un brin porteur où 5 ' at~achent les
haubans et le pied de montant, et un bxln de retour.
De préférence également, la barrière est xeliée
~L2~ 1
chacune de ses extrémités par deux tendeurs haut et bas
un cable d'amarrage muni d'un oryane amortisseur, les
moyens d'ancrage correspondants étant ~itués sensiblement
dans l'~lignement de la nappe. Cette disposition
malntient sensiblement verticaux les montants, à
l'encontre de sollicitations latérales dans la direction
génPrale de la nappe, tout en permettant un certain
déplacement des montants dans la direction de la nappe,
pour compenser l'effet de déplacemen.t de piquets suivant
la pente.
En disposition préférée, l'or~ane amortisseur
comprend au moins trois réas avec des gorges adaptées au
c~ble, bloqués à plat entre deux joues, le c~ble passant
en un chemin sinueux défini d'un côté et de l'autre par
passage dans des gorges.
La raideur du câble a tendance à l'appliquer dans
les gorges des réas, qui sont épousées par les sinuosités
du cable. Dès lors une traction sur le cable augmente le
serrage dans les gorges et donc llamortissement par
fro~tement du câble dans ces gorges. On remarquera que
l'ef~ort de freinage croit avec l'effort de traction, et
dépend de la sinuosit~ du câble dan3 llorgane
amortisseur, de sorte que l'amortissement est plus proche
d'un amortissement visqueux que dlun amortissement de
~rottemen~ entre solide, comme les orqanes amortis~eurs
de l'état de la technique, qui sont dif:ficiles à régler à
l'origine, et se dérèglent ais~ment.
Les caractéristiques et avantages de l'invention
ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre
titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans
les~uels:
- la figure 1 est une vue perspective d'une
barrière selon l'invention;
- la figure 2A représente un montant de barrière
avec son moyen de guide et un moyen amortisseur;
~ la figure 2B est un détail du pied de montant;
- la ~igure 3A est une vue en plan d'un organ~
amortisseur ~elon l'invention;
- la ~igure 3B est une vue de pro~il de l'organe
amortisseur;
- les figures 4A-4F représentent di~férents tracés
de chemin de c~ble dans un organe amortisseur.
Selon le mode de réalisation représenté figure 1,
la barrière de protection selon l'invention comprend une
nappe de filet 1, étendue suivant le terrain sensiblement
perpendiculairement ~ la pente, e~ maintenue déployée en
hauteur par des montants 2. Comme on le voit mieux à la
figure 2A, la nappe de filet 1 est tenue par ses rives
haute et basse sur la tate 2a et 12 pied 2b du montant 2.
Le montant 2 comport2 à sa base un sabot 2c susceptible
de glisser sur une piste aménagée suivant la pente. Le
montant 2 est tenu érigé par deux haubans, 3a vers
l'amont e~ 3b vers l'aval, ces haubans 3a et 3k étant
fixés, conjointement avec le pied 2b du montant 2 sur un
brin porteur 30 d'une boucle de c~ble qui se ~erme par un
brin de retour 31 en passant sur deux poulies 32 en amont
et 33 en aval, respectivament ~ixées à des ancrages 32a
et 33a avec des massifs bétonnés dans le terrain,
.lJ ensemble des brins 30 et 31 formant avec les poulies 32
et 33 un guide pour le piquet 2.
Bien entendu, les ancrages seront ex~cuté~ par u~e
techni~ue adaptée a la nature Oll la consistance du
terrai~. Fr~quemment, on utilisera la technique dite du
pieu explosé, ~uivant laquelle un tube de quelques
centim~tres de diamètre e~t descendu dans un ~rou foré de
diam~tre correspondant, et on fait détoner une charge
d'explosif dans le tube pour l'expanser en forman~ une
chambre dans le terrain. La chambre est ensuite remplie
de béton, après qu'on y ait in~roduit un tirant d'ancrage
qui dépasse de l'extrémité du tube au-dessus du terrain.
Au point d'attache du hauban amont 3a sur le brin
porteur 30 est repris un cable d'amarrage 34, qui passe à
travers un organe amortisseur 35 lié a l'ancrage amont
32a. Après sa traversée de l'organe amortisseur 35, le
36
c~ble 34 forme une ganse de réserve 34a, l~che, dont
l'extrémité est prise sur l'ancrage 32a.
Comme on le vo.it mieux sur la ~igure 2B, le sabot
2c est formé d'une semelle en t~le forte avec des
extrémités relevées Le brin de retour 31 passe
travers un oeillet 31a pratiqué dans le pied 2k du
montant 2, et dans des encoches (non référencées) dans
les extrémi~és du sabot 2c.
En revenant à la figure 1, on voit que les deux
extrémités 1a et 1k de la nappe 1 se terminent sur des
montants 2 qui comportent chacun deux tendeurs, un
tendeur haut 36 et un tendeur bas 36k, reliés
conjoin~ement à un cable d'amarrage 34, muni d'un organe
amortisseux 35, et présentant une ganse de réserve 34a.
Ces organes amortisseur~ 35 sont fixés ~ des ancrages
respectivement 37a et 37k. situés sensiblement dans
l'alignement de la nappe 1.
On décrira plus en détail les organes
amortisseurs, en référence aux figures 3 et 4. On
retiendra déjà que le passage en coulissement du c~ble 34
sous l'e~fet d'une traction est freiné par frottement.
Sous l'effet d'une tractlon bxutale sur le câble 34, une
certaine longueur de la ganse de réser~e 34a est c~dée a
travers l'organe amortisseur 35, avec dissipation de
l'~nergie de traction par frott~ment du c~bla 3~ dans
l'organe amortis~ur 35.
A la mise en place de la barrière les câbles 34
sont tendus, avec constitu~ion de ganses de réserve 34a
de longueur maximale. La nappe 1 est ainsi disposée,
tendue en ex~rémités 1a et lb par les tendeurs 36a et
~k, et tenue en position la plus amont possible,
sensiblement perpendiculaireme~t à la pente par les
montants 2 maintenus érigés par les haubans 3a et 3b.
On aura compris que les ex~rémités de la nappe 1
et lb sont situées au-delà des trajectoires possibles de
pierres. Plusieurs nappes peuvent ^tre disposées e~
succession si la zone dangereuse dépas3e en largeur la
lon~ueur d'une nappe.
Lors de l'impact d'un bloc de pierre important en
un point quelconque de la nappe 1, entre ses extrémités
1a et 1b, des efforts sont reportés en tête et pied des
mon~ants qui bordent la section de nappe frappée. Ces
efforts sont reportés pour l'essentiel pour chaque
montant en traction sur le câble 34, par l'interm~diaire
du hauban 3a et du brin porteur 30. Accessoirement une
partie de l'effort se reporte sur les tendeurs 36a et
36k, et le câble 34 correspondant.
Sous l'effet des tractions brutales sur les câbles
34, les organes amortisseurs 35 cèdent une certaine
longueur de ganse de réserve 343. Pour les guides 3,
l'allongement de la partie tendue des c~bles 34, (prélevé
sur la ganse de réserve 34a), se traduit par une descente
du brin porteur 30 et une remontée corrélative du brin de
retour 31, la descente du brin porteur 5 ' accompagnant
d'une descente du montant 2, qui reste toutefois
sensiblement parallèle ~ sa direction d'origine.
Aien entendu, la descente des montants 2 qui
encadrent l'impact se répercute a~ténuée sur les autres
montants de proche en proche. Les déformations de la
nappe 1 consécutives dans la direction de la pente
entrainent un certain allongement des parties tendues de~
câbles 34 reliés aux ancrayes 37a et 37b.
Si l'impact d'un gros bloc se produit directement
sur un montant 2, celui-ci cédera en descendant vers
l'aval; les risques de rupture sont prati~uement
~liminés; les déformations de mon~ants seront fortement
atténuées.
Lors de révisions périodiques, ou après une
période de chutes impor~antes de pierres, après
enlèvement des pierres retenues, la barrièrP pourra
généralement être remise en état par une simple remise en
place de la nappe, en raccourcissant au maximum les
parties tendues des c~bles 34.
L'organe amortisseur 35 représenté aux figures 3A
~L29~
et 3B comprend deux joues plates 351 et 352, entr~
lesquelles sont ~loqués à plat quatre réas 353-35~, fixés
chacun par deux boulons.
Ces quatre réas sont disposés centrés aux sommets
d'un carré, dont le côté est sensiblement triple du rayon
des réas. Les g~rges des réas sont de section
semi-circulaire, de même rayon que le câble 34. Une chape
d'attelage 350 est disposée dans l'alignement des axes
des réas 354 et 356, suivant une diagonale des carrés.
Com~e représenté plus clairement figure 3A, le câble 34
passe dans l'organe amortisseur suivant un chemin
sinueux, defini par le passage dans les gorges des réas
successivement 354, 355 r 356. Si l'on va de la partie
tendue du câble 34 vers la ganse de réserve 34a, en
regarda~t la figure 3A, les réas 354 et 356 sont laissés
à droite du câble, tandis que le réa 355 est laissé à
gauche. Dans cette disposition le câble 34 embrasse une
circonférence de réa sensihlement.
En énon~ant que le c~té du carré, dont les sommets
définissent les centres des réas, est sensiblement triple
du rayon de ces réas, on entend que le rapport du côt~ au
rayon est compris entre 2,7/1 et 3,4/1, ce qui ~orrespond
à une fou~chette de ~ 10~o a peu pr~.
On comprendra qu'en réponse à une tractivn
soudaine sur le câble 34 ~venant de l'oppos~ de la chape
d'attelage 350), l'inert.ie et la raideur du c~ble tendent
retenir par ~rottement ce câ~le dans les gorges des
réas. Le réa 356 le plus proche de la ganse de réserve
34a ne fait intervenir que cette retenue due à l'inertie
et à la raideur. Mais déjà dans la gorge du réa 355, la
tension de retenue du réa 356 vient s'ajouter pour serrer
le câble dans la gorge ~sur un demi-tour) et accentuer la
retenue de freinage, dans une action analogue à celle
d'un cabestan. L'effet de freinage dans la gorge du réa
de tête 354 est également renforcé par le freinage des
réas suivants.
On compxendra que si l'organe amortisseur
~g~
g
comprenait moins de trois réas, l'effe~ de freinage ne
serait pas assuré, car le trajet de c~ble ne serait pas
nécessairement sinueux, étant donné qu'on peut toujours
faixe passe.r une droite par deux points. Avec trois réas
le nombre de chemins distincts est ~rès limité. ~ais,
comme on va le voir ~n référence aux fi~ures 4A ~ 4F, le
nombre de chemins distincts rendus possibles par
l'utilisation de quatre r~as devient important, et la
longueur a~ arc de gorga embrassé est également distincte.
Or, finalement, l'efficacité du ~reinage cro~t avec la
lon~ueur d'arc embrassé.
On notera que l'arc embrassé par le câble sur le
réa d'où sort la ganse de réserve ne peut être pris en
compte de facon fiable puisque cette ganse de réserve est
lâche et de forme peu prévisible.
Suivant la figure 4A, le c~ble passe, depuis la
partie tendue jusqu'à la ganse de réserve, sur les réas
354, 355 et 353, l'angle embrassé étant d'environ 315-.
Suivan~ la figure 4~, le câble passe sur les xéas
354, 355 et 356, a~ec un angle embrassé de 270~. On
remarquera que, bien que la disposition corresponde a
celle de la figure 3A, l'orientation quelconque du d~part
de ganse de ré~erve réduit l'arc l'embrass~ment.
Suivant la figure 4C, l'ordre des réas e~t 354,
356, 353, avec un arc embras~é de 270~ environ.
Suivant la figure 4D, l'ordre est 354, 356,
355.L'angle embrassé est de 180- car ici l'arc embrasse
sur le rea de tête 354 es~ nul, le câble passant du même
c~té des réas 354 et 356.
Suivant la figure 4E, l'ordre es-t 354, 355, 356,
353, avec un arc embrassé de 360~.
Suivant la figure 4F, l'ordre est 354, 355, 353,
356, avec un arc embrassé de 495~.
On con~oit que cette disposition permet un
ajustage de l'effort de freinage aisé, lors du montage de
la barrière, ou lors d'une révision. On appr~ciera que
l'efficacité du freinage croît avec l'effort de traction,
et que l'effort de ~reinaye, sou.s l'effet d'une traction
déterminée, sera relativement reproduckible, a la
différence des dispositifs de l'art antérieur o~ l'effort
de freinage est détermin~ par le serrage de mâchoires
autour du câble, peu progressif, et sujet à déréglage par
déformation du câble ou usure des machoires.
on notera que la progressivite du freinage avec
l'effort de traction, et par voie de conséquence avec la
vitesse de glissement du câble dans l'organe amortisseur,
conf~re à cet or~ane un comportement qui se rapproche
d'un amortissement visqueux. La valeur réglée d'effort de
traction au-delà de laquelle le câble glisse dans les
dispositifs de l'état de la technique ne cons~itue pas le
param~tre e~sentiel de l'organe amortisseur selon
l'invention. Ce que l'on règle par le choix du chemin de
câble dans l'organe amortisseur est la valeur
d'amortissement.
on comprendra que l'invention a été con~ue pour la
protection contre les chutes de pierres, et a été décrite
en relation avec cette application, mais ~ue cependant
elle est applicable quand il sera nécessaire de contenir
des déplacements incontrôlés d'objets pesants, tels par
exemple des grumes, des matériaux de construction, etc
Bi0n entendu, l'invention n'est pas limit~e
l'exemple décrit, mais en embrasse toutes les variantes
d'exécution dans le cadre des revendications.
