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WO 02/38868 PCT/FR01/03464
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Barrière de protection notamment pour site montagneux
L'invention se rapporte à une barrière de protection du genre comprenant
un filet installé au travers d'une pente, pour préserver les biens et les
personnes
des chutes de pierres ou des avalanches.
L'invention concerne plus particulièrement la structure des supports qui
maintiennent le filet en position, au travers de la pente.
En montagne, les deux risques majeurs sont les éboulements de pierres
et les avalanches de neige. Certains sites à risques peuvent être équipés
d'ouvrages comprenant des filets métalliques très résistants installés au
travers
de la pente et maintenus en position par une pluralité de supports ancrés au
sol.
Selon la nature du risque, chutes de pierres ou avalanches de neige, les
impératifs sont différents.
Les barrières de protection contre les chutes de pierres sont destinées à
intercepter des blocs dévalants et à dissiper leur énergie cinétique. Ceci est
obtenu par la déformation du filet qui présente généralement des mailles
extensibles. Le filet est maintenu en position par une pluralité de supports
espacés le long d'une courbe de niveau de la pente. Ces ouvrages sont
sollicités
ponctuellement et dynamiquement. Les barrières de protection contre les chutes
de pierres font l'objet d'une norme NF P 95-308 qui s'attache à la définition
des
caractéristiques des ouvrages et à la classification de leurs performances.
Classiquement, les filets sont supportés par des poteaux placés
normalement à la pente et haubanés dans les différentes directions, vers
l'amont, vers l'aval et latéralement. Ce système classique présente
l'inconvénient
d'une forte vulnérabilité des supports. De plus, il est nécessaire de prévoir
autant
de points d'ancrage au sol que de haubans. L'installation sur site est donc
coûteuse.
Le brevet français publié sous le N 2 622 611 décrit une structure où les
supports sont situés en aval du filet et par conséquent protégé par lui contre
les
impacts. Cependant, le nombre de points d'ancrage au sol reste important.
Le brevet-français N 2 712 334 décrit un support comprenant un poteau
relié à une large embase (généralement tripode) à la périphérie de laquelle
sont
fixés les pieds des haubans. On réduit ainsi le nombre d'ancrages à un par
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support mais ce système réclame une embase lourde, de forte inertie, pouvant
résister à des contraintes de flexion.
D'un autre côté, les barrières de protection contre les avalanches doivent
être conçues non pour arrêter une avalanche mais pour s'opposer à la reptation
du manteau neigeux qui provoque les avafanches.
Autrement dit, le filet doit s'opposer à la poussée de la neige ; il est
sollicité uniformément et statiquement. Dans ce type d'ouvrage, le filet est
plutôt
incliné vers l'aval, par exemple de 30 par rapport à la normale à la pente.
Les
supports sont espacés le long d'une courbe de niveau. On prévoit par exemple
un poteau tous les cinq mètres. Les barrières de protection contre les
avalanches font l'objet d'une norme NF P 95-304 qui définit les exigences
dimensionnelles et la résistance des différents types d'ouvrage.
Classiquement, les filets paravalanche sont supportés par des poteaux
haubanés inclinés vers l'amont par rapport à la normale au sol. On a aussi
envisagé d'adapter la structure décrite dans 1e brevet N 2 712 334 pour la
protection contre les avalanches en modifiant l'inclinaison des poteaux par
rapport à la normale à la pente et en modifiant l'embase en structure bipode.
Par ailleurs, les travaux d'aménagement et d'agrandissement des stations
de sport d'hiver conduisent à prévoir des protections contre les chutes de
pierres
ou contre des coulées de neige sur des pentes très proches de sites
fréquentés.
On est donc conduit à rechercher des ouvrages plus discrets et s'intégrant
plus
facilement au paysage urbain de montagne. La multiplication des sites à
protéger conduit aussi à définir des structures moins coûteuses à fabriquer et
plus faciles à implanter. Sur le plan esthétique, les structures volumineuses
en
acier sont de moins en moins tolérées pour de tels équipements.
Enfin, il est souhaitable que les mêmes éléments de structure puissent
servir pour l'édification d'une barrière de protection contre les chutes de
pierre ou
d'une barrière paravalanche et que les matériaux utilisés soient le plus
possible
en harmonie avec l'environnement.
L'invention permet de répondre de façon satisfaisante à toutes ces
exigences.
L'invention concerne une barrière de protection peu coûteuse tant du point
de vue de la fabrication que de l'implantation, notamment du fait que chaque
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support ne comporte qu'un point d'ancrage, tout en étant relativement peu
encombrant.
Un autre but de l'invention est de proposer une structure de support à
géométrie adaptable à l'une ou l'autre des protections recherchées (arrêt de
chute de pierres ou stabilisation du manteau neigeux) la configuration
souhaitée
étant obtenue notamment par le réglage des haubans.
Un autre but de l'invention est de proposer une structure particulièrement
discrète notamment pour ce qui concerne les supports du filet, utilisant le
plus
possible des matériaux s'intégrant bien au paysage, notamment le bois.
La présente invention vise une barrière de protection adaptée à présenter
au moins un support ancré à un sol en pente avec un filet attaché à au moins
ce
support, cette barrière de protection comportant :
* au moins un tel support comportant
- un premier mât ayant une première extrémité ancrée au sol et une
seconde extrémité opposée pointant globalement vers l'aval,
- des moyens d'ancrage de cette première extrémité du premier mât
au sol, ces moyens d'ancrage comprenant au moins un élément d'ancrage au
sol,
- un second mât ayant une première extrémité en appui sur le sol à
une distance prédéterminée, plus bas dans la pente, de la première extrémité
du premier mât ; et une seconde extrémité opposée orientée à l'opposé du sol
en pente, ce second mât étant orienté côte à côte avec le premier mât d'une
telle manière que, dans cette orientation côte à côte, le premier mât et le
second
mât se croisent selon un angle prédéterminé, pour définir une configuration
géométrique en croix, cette relation de croisement du second mât par rapport
au
premier mât se faisant entre ladite première extrémité et ladite extrémité
opposée du premier mât, permettant ainsi à cette extrémité opposée du premier
mât et à cette extrémité opposée du seconde mât d'être en un état libre, et
- des moyens pour attacher cette première extrémité du second mât
au sol, ces moyens d'attache comprenant au moins un élément d'appui au sol ;
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* un filet ayant une ex#rémtté attachée à cette première extrémité du premier
mât et une extrémité opposée attachée à ladite seconde extrémité du second
mât ; et
* des moyens pour sélectionner et maintenir cet angle prédéterminé établi par
la
relation de croisement entre ce premier mât et ce second mât, ces moyens de
sélection et de maintien étant situés au moins entre cette première extrémité
du
premier mât et une extrémité de ce second mât, ainsi qu'entre ladite extrémité
opposée du premier mât et l'extrémité opposée du second mât, chacune de ces
extrémités opposées étant dans ledit état libre.
La présente invention vise aussi une barrière de protection adaptée à
présenter au moins un support ancré à un sol en pente avec un filet attaché à
cet au moins un support, cette barrière de protection comportant :
* chacun de ces supports comportant
- un premier mât globalement pointé vers l'aval ayant une première
extrémité ancrée au sol et une seconde extrémité opposée,
- des moyens d'ancrage pour ancrer cette première extrémité du
premier mât au sol, ces moyens d'ancrage comprenant au moins un élément
d'ancrage au sol,
- un second mât ayant une première extrémité en appui sur le sol à
une distance prédéterminée, plus bas dans la pente, de la première extrémité
du premier mât ; et une seconde extrémité opposée orientée à l'opposé du sol
en pente, ce sécond mât étant orienté côte à côte avec le premier mât d'une
telle manière que, dans cette orientation, le premier mât et le second mât se
croisent selon un angle prédéterminé, pour définir une configuration en croix,
cette relation de croisement du second mât par rapport au premier mât se
faisant entre la première extrémité et l'extrémité opposée du premier mât,
permettant ainsi à cette extrémité opposée du premier mât et cette extrémité
opposée du seconde mât d'être à un état libre, et
- des moyens pour attacher cette première extrémité de second mât
au sol, ces moyens d'attache comprenant au moins un élément d'appui au sol ;
* un filet ayant une extrémité attachée à cette premier extrémité du premier
mât
et une extrémité attachée à la seconde extrémité du second mât ; et
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* des moyens pour sélectionner et maintenir cet angle prédéterminé établi par
la
relation de croisement entre ce premier mât et ce second mât, ces moyens de
sélection et de maintien étant situés au moins entre cette première extrémité
du
premier mât et une extrémité de ce second mât, ainsi qu'entre cette extrémité
opposée du premier mât et l'extrémité opposée d second mât, chacune de ces
extrémités opposées étant dans ledit état libre.
La présente invention vise aussi une barrière de protection du genre
comprenant un filet installé au travers d'une pente, ledit filet étant
maintenu par
des supports ancrés au sol, caractérisée en ce que :
* un tei support comporte
- un premier mât globalement pointé vers l'aval et dont une première
extrémité est fixée à un moyen d'ancrage au sol et une seconde extrémité,
- un second mât, dressé, comportant une extrémité inférieure, fixée à
un moyen d'appui au sol distinct et en aval dudit moyen d'ancrage, et une
extrémité supérieure,
- et des haubans installés entre des extrémités de ces mâts,
* le filet s'étend entre ledit moyen d'ancrage, d'une part, et l'extrémité
supérieure
dudit second mât, d'autre part et
* les deux mâts précités se croisent côte à côte, entre leurs extrémités,
suivant
une configuration géométrique choisie, déterminée au moins par la distance
séparant ledit moyen d'ancrage et ledit moyen d'appui, par ledit filet lui-
même et
par lesdits haubans installés entre des extrémités desdits mâts.
De préférence, le moyen d'ancrage et le moyen d'appui sont distincts,
l'ancrage étant en amont par rapport à l'appui.
Selon une mode de réalisation préféré, l'un des mâts comporte deux
poteaux parallèles espacés, tandis que l'autre mât est engagé entre ces deux
poteaux. Le mât qui comporte deux poteaux parallèles est de préférence ledit
second mât.
De préférence, il est remarquable que tous les haubans sont installés
entre les mâts du support, l'un d'entre eux au moins étant de longueur
réglable
pour permettre d'ajuster la configuration géométrique du support et,
notamment,
l'adapter au type de protection recherché. Ainsi, on peut prévoir un hauban
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inférieur s'étendant entre ledit moyen d'ancrage et ledit moyen d'appui, un
hauban supérieur s'étendant entre l'extrémité libre dudit premier mât et
l'extrémité
supérieure dudit second mât, un hauban aval s'étendant entre ledit moyen
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d'appui et l'extrémité libre dudit premier mât et un hauban amont s'étendant
entre ledit moyen d'ancrage et l'extrémité supérieure dudit second mât.
Le réglage de la configuration géométrique du support est obtenu en
ajustant plus particufièrement la longueur du hauban aval. Celui-ci peut être
équipé d'un ridoir.
Avantageusement encore, lesdits premier et second mâts seront
constitués de poteaux en bois, pour une meilleure intégration à
l'environnement.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre,
d'un
mode de réalisation possible d'une barrière de protection conforme à son
principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux
dessins
annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue de profil d'une barrière de protection conforme à
l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'un support de ladite barrière ;
- la figure 3 est une vue schématique illustrant une configuration
géométrique du support pour constituer une barrière efficace contre les chutes
de pierres ;
- la figure 4 est une vue schématique illustrant une configuration
géométrique du support pour constituer une barrière efficace pour la
prévention
des avalanches ;
- la figure 5 est une vue analogue à la figure 1, illustrant une variante ; et
- les figures 6 à 8 illustrent certains éléments du support.
Une barrière de protection 11 conforme à l'invention se compose d'un filet
12 installé au travers d'une pente 13 et maintenu par des supports 14 espacés
les uns des autres, de préférence le long d'une ligne de niveau de ladite
pente.
Sur les dessins, le filet 12 est représenté par une section au voisinage de
l'un des supports ; c'est pourquoi il n'apparaît que par une ligne. II est
constitué
de mailles métalliques en bouc{es fermées distinctes et entre{acées, d'un type
connu, ce qui lui confère une capacité d'allongement importante par glissement
des mailles les unes sur les autres et déformation de celles-ci. Cette
structure
est particulièrement adéquate pour l'absorption de l'énergie cinétique de
blocs
de roche (figure 3) dévalant le long de la pente. La structure du filet peut
étre
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différente lorsque la barrière de protection est agencée pour stabiliser le
manteau neigeux et éviter une avalanche (figure 4). Sur les dessins, les
points
d'attache du filet aux supports ne sont pas visibles.
L'invention concerne plus particulièrement la structure de chaque support
5 14 représenté en détail sur les dessins.
Un tel support comporte un premier mât 18, globaiement pointé vers
l'aval, quoique avec une inclinaison qui dépend du site et du type de risque.
Une
extrémité 19 de ce premier mât est fixée à un moyen d'ancrage au sol 20. Si le
terrain est constitué d'une roche solide, cet ancrage sera obtenu en forant un
trou dans la roche et en y scellant un pieu 21. Dans le cas où le sol est plus
meuble, on utilisera de préférence la technique dite "du pieu explosé" déjà
décrite dans le brevet N 2 712 334. Cette technique consiste à faire détonner
une cartouche d'explosif au fond du forage pour obtenir une chambre et à
remplir
cette dernière de béton en y scellant le pieu d'ancrage.
Le support comporte aussi un second mât 24, dressé, dont une extrémité
est fixée à un moyen d'appui au sol 26. Celui-ci se situe plus bas, dans la
pente que le moyen d'ancrage 20. Le filet 12 est ici accroché entre ledit
moyen
d'ancrage 20 (ou au voisinage de celui-ci) et l'extrémité supérieure 28 dudit
second mât. Selon ia configuration recherchée, cependant, le filet peut étre
20 accroché en d'autres points du support.
Selon une caractéristique importante de l'invention, les deux mâts 18, 24
précités se croisent côte à côte suivant une configuration géométrique choisie
qui est adaptée à la nature du risque (blocs de pierre dévalants ou manteau
neigeux instable).
25 Plus particulièrement, lorsqu'il s'agit d'intercepter des blocs de pierre
dévalants, on donne au support la configuration géométrique illustrée sur la
figure 3 dans laquelle ledit second mât 24 a une position proche de la
verticale
alors que, lorsqu'on désire réaliser une barrière de protection pour la
prévention
des avalanches, ledit second mât 24 est plutôt orienté perpendiculairement à
la
pente 13 comme cela est visible sur la figure 4.
La configuration géométrique voulue est déterminée par une pluralité de
paramètres tels que la distance qui sépare le moyen d'ancrage 20 du moyen
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d'appui 26, la largeur du filet 12 lui-même et la longueur de haubans qui sont
installés entre les deux mâts.
Selon une autre caractéristique importante, l'un des mâts comporte deux
poteaux 30 parallèles, espacés et l'autre mât est engagé entre ces deux
poteaux.
Dans l'exemple, et selon une configuration préférée, le mât qui comporte
deux poteaux 30 parallèles est ledit second mât 24. II est à noter que, du
fait que
tous les haubans sont installés entre les mâts, chaque support ne nécessite
qu'un seul point d'ancrage pour son édification.
Par exemple, on distingue un hauban inférieur 34 s'étendant entre ledit
moyen d'ancrage 20 et ledit moyen d'appui 26. La longueur de ce hauban
détermine donc la distance qui sépare le moyen d'ancrage du moyen d'appui. Le
support comporte aussi un hauban supérieur 36 s'étendant entre l'extrémité
libre
dudit premier mât 18 et l'extrémité supérieure 28 dudit second mât 24 . Le
support comporte encore un hauban aval 38 s'étendant entre le moyen d'appui
et l'extrémité libre dudit premier mât 18. II est à noter que ce hauban aval
est de
préférence équipé d'un ridoir 40 qui constitue un moyen efficace pour régler
sur
site la configuration géométrique du support et par conséquent optimiser le
positionnement du filet.
Le support peut comporter aussi un hauban amont 42 s'étendant entre
ledit moyen d'ancrage 20 et l'extrémité 28 dudit second mât. Ce hauban amont
peut être sous-dimensionné ou affaibli localement pour constituer une sorte de
"fusible" appelé à rompre au moment de l'interception d'un bloc de rocher.
En général, les positions relatives des deux mâts 18, 24 dépendent des
éléments indiqués ci-dessus, c'est-à-dire essentiellement les haubans et le
filet
lui-même. Cependant, il peut, dans certains cas, être envisagé d'articuler les
mâts l'un à l'autre à leur point de croisement.
La figure 5 illustre ce mode de réalisation dans lequel un arbre
d'articulation 48 traverse les deux poteaux 30 dudit second mât 24 et ledit
premier mât 18 à un point de croisement prédéterminé. Dans ce cas, le hauban
amont peut être -supprimé.
On va maintenant décrire plus particulièrement en référence aux figures 2
et 6, le moyen d'appui 26 par lequel ledit second mât 24 repose sur le sol. Ce
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moyen d'appui comporte un socle 50, ici simplement constitué d'un tronçon de
profilé à profil en U posé sur le sol, les deux branches parallèles du profilé
étant
en appui sur le sol. Un moyen d'articulation 52 est ménagé sur la face plane
supérieure du socle et ce moyen d'articulation porte l'extrémité 25,
inférieure,
dudit second mât. Pour ce faire, ledit moyen d'articulation comporte une chape
54 solidaire du socle, une semelle 56 fixée à l'extrémité inférieure dudit
second
mât 24 (cette semelle porte elle-même une chape à sa face inférieure) et un
arbre 58 réalisant l'articulation entre la semelle et la chape. L'axe de
l'arbre 58
est sensiblement parallèle à la pente. Les extrémités des deux poteaux 30 sont
fixées sur la semelle, de part et d'autre de l'arbre 58.
Dans l'exemple représenté, le second mât 24 est composé de deux
poteaux 30 en bois. La fixation de ces deux poteaux à la semelle est réalisée
de
la façon suivante. Ladite semelle 56 porte deux plaques parallèles 60
respectivement engagées dans des fentes longitudinales médianes de ces
poteaux.
Par ailleurs, chaque plaque 60 est percée d'un trou 61 et une tige
transversale 62 traverse chaque poteau et le trou correspondant. Ce montage
permet aussi de déterminer l'écartement des deux poteaux. A leurs extrémités
libres supérieures, les deux poteaux 30 sont munis de renforts 64. Les poteaux
comportent des fentes longitudinales médianes et chacune d'elles reçoit une
plaque 65 solidaire d'un disque d'extrémité 66. La plaque et le disque qui
constituent le renfort sont soudées perpendiculairement l'un à l'autre (voir
figure 7). Chaque plaque 65 est percée d'un trou 68 et une tige transversale
70
traverse chaque poteau et le trou correspondant. Ce montage participe aussi à
la stabilisation de l'écartement des poteaux 30 dudit second mât 24.
On va maintenant décrire en référence aux figures 2 et 8 le moyen
d'ancrage 20 par lequel une extrémité 19 dudit premier mât 18 est fixée au
sol.
Ledit moyen d'ancrage comporte une embase 74 de fixation au sol à laquelle est
assemblée une semelle 75 en forme de disque, fixée à l'extrémité amont 19
dudit premier mât 18.
Dans l'exemple décrit où ce premier mât 18 est en bois, la semelle de
l'embase de fixation est prolongée par une plaque 76 s'étendant diamétralement
et perpendiculairement au disque et cette plaque est engagée dans une fente
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longitudinale médiane ménagée à l'extrémité amont 19 du premier mât. La
plaque 76 est percée d'un trou 78 et une tige transversale 80 traverse ledit
premier mât 18 et ce trou 78. Deux renforts annulaires 82 sont prévus aux deux
extrémités de la plaque. Chaque renfort entoure le mât lorsque la plaque est
engagée dans la fente longitudinale médiane de celui-ci. L'embase de fixation
74
et la semelle 75 sont deux pièces soudées l'une à l'autre et faisant entre
elles un
angle qui dépend de la configuration que l'on désire donner au support.
L'embase de fixation 74 est constituée par un tronçon de profilé en U percé
d'un
trou 84 au travers duquel s'étend le pieu d'ancrage 21.
L'extrémité libre du premier mât 18 est également pourvue d'un renfort 64
et d'une tige transversale 86 semblables â ceux qui équipent les extrémités
des
deux poteaux 30 dudit premier mât.
Comme indiqué ci-dessus, les mâts sont essentiellement en bois, pour
une meilleure intégration à l'environnement. Néanmoins, on peut imaginer la
même structure avec des tubes métalliques, voire des poutrelles.
II est en outre à noter que les extrémités des haubans sont terminés par
des élingues passées autour des extrémités correspondantes des mâts auxquels
elles se rattachent, en mettant à profit les tiges 62, 70, 80, 86, faisant
office de
butées. Ce montage permet de ramener les efforts des haubans en direction
axiale par rapport aux poteaux constituant les mâts.
II est remarquable que dans la structure décrite ci-dessus, on a supprimé
toutes les pièces travaillant en flexion. Par ailleurs, le point d'ancrage
unique du
support travaille "à l'arrachement" qui est le mode d'ancrage le plus
résistant.
La très grande faciiité et précision avec lesquelles on peut régler la
position au repos du filet est un avantage important qui résulte de la
structure du
support décrit ci-dessus. En particulier, il est à noter que l'angle que le
filet fait
avec l'un des mâts au voisinage de son point d'aitache à celui-ci est
important
pour déterminer la tension optimale du filet, au repos. Cet angle peut être
réglé
facilement en ajustant la géométrie du support, principalement en agissant sur
le
ridoir 40.
Les poteaux constituant les deux mâts sont de préférence des rondins de
bois fraisés, c'est-à-dire calibrés en diamètre et ces rondins sont traités
par des
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matériaux fongicides et insecticides, par exemple en y injectant à coeur des
sels
de cuivre, sous pression.
Au moins pour le mode paravalanche, on a trouvé une configuration
particulièrement avantageuse lorsque la longueur du hauban inférieur est égale
à la moitié de la longueur du hauban amont et lorsque les mâts sont de méme
longueur. Dans ce cas, le hauban aval et le hauban supérieur ont la même
longueur que le hauban inférieur, ce qui simplifie la fabrication.
Ces caractéristiques géométriques permettent en outre d'optimiser la
répartition des efforts dans les différentes parties de la structure et de
standardiser les poteaux et haubans.
