Brevet FR2414586A1 — publié le 19790810

La présente invention est relative aux barrières de protection et de sécurité du type comprenant un écran déformable destiné à freiner et à arreter la prosression de masses en déplacement incontrôlé, telles notamment que les pierres dans les régions montagneuses ainsi que dans les terrains surplombant des ouvrages ou constructions. Les barrières actuellement proposées pour assumer la fonction ci-dessus comprennent généralement une armature constituée de poteaux entre lesquels est tendu un écran, le plus souvent constitué par un réseau maillé, du type flet ou grillage, dont les bords longitudinaux sont renforcés par une ceinture fixée localement au moins sur les poteaux. Dans ces types de construction, le filet ou l'écran est ainsi directement fixé sur l'armature qui constitue une structure porteuse reliée à des points d'ancrage, le plus souvent situés en amont par rapport au sens de déplacement éventuel des masses à reteniropar des haubans qui sont munis d'éléments amortisseurs devant assumer une fonction d'absorption de l'effort de traction susceptible d'etre appliqué à la structure par l'intermédiaire de l'écran percuté par une masse.En général, les poteaux d'extrémité de la barrière constituée sont également haubanés dans une direction correspondant au plan général de la barrière. Les installations du type ci-dessus ne peuvent pas donner satisfaction car leur conception ne permet pas d'assumer une fonction de freinage et dtimmo- bilisation de masses libres. En effet, lorsqu'une masse en chute libre rencontre l'écran de la barrière, celui-ci est tout d'abord soumis à une déformation propre avant de transmettre directement l'énergie qu'il reçoit aux deux poteaux de 1'armature reliée de part et d'autre de la zone d'impact de la pierre. Dans cette phase, il est évident que la déformation du filet apporte un effet d'absorption ou d'amortissement de l'énergie cinétique voisin de zéro et que, par conséquent, toute cette énergie est reportée sur les poteaux latéraux qui constituent des éléments rigides.Il s'ensuit donc que lorsque l'énergie cinétique développée est supérieure à la capacité d'absorption par déformation élastique des deux poteaux latéraux, ces derniers sont sollicités en déformation permanente et les dispositifs amortisseurs prévus sur les haubans Mais de retenue entrent alors en fonctionnement. / les poteaux latéraux sont alors couchés ou rompus dans le sens de progression de la masse en chute libre, c'est-à-dire dans le sens pour lequel l'écran ou le filet qu'ils supportent, s'efface par rapport à cette progressioff. Par conséquent, la barrière ainsi constituée ne permet pas de répondre à la première fonction pour laquelle elle est conçue qui est celle de freiner, de retenir ou d'arreter une masse en chute libre. Par ailleurs, il est évident qu'après déformation et/ou rupture des poteaux sur leur base, il est nécessaire de changer totalement la partie de l'installation ayant été détériorée. En général, cette partie détériorée s'étend bien au-delà de la zone de la barrière normalement intéressée par la masse en chute libre, étant donné que le réseau maillé constitutif de l'écran est formé par des panneaux qui sont ligaturés perpendiculairement à leurs bords longitudinaux, de sorte que l'énergie cinétique appliquée est répercutée bien au-delà des deux poteaux latéraux bordant l'impact de la masse en chute libre. Ainsi, lorsque ltéventualité pour laquelle une telle barrière est prévue se réalise, l'effet escompté n'est pas produit et l'installation doit etre totalement révisée et partiellement au moins remplacée. L'objet de l'invention est de résoudre le problème ci-dessus en proposant une nouvelle barrière de protection et de sécurité qui soit justement à même d'assumer une fonction d'amortissement et d'absorption de l'énergie cinétique développée par une masse en chute libre, de manière à assurer le freinage de cette masse, ainsi que sa retendue, sans qutil en résulte de détérioration de l'armature de support, ni meme de la barrière souple sollicitée directement par la masse en chute libre. L'objet de l'invention est donc conçu pour offrir une efficacité réelle de protection et de sécurité contre les chutes de pierre pour un prix de revient et d'exploitation notablement inférieur à celui des installations actuellement connues, étant donné que, dans un cas d'entrée en service pratique, une telle installation ne subit pas de détérioration de ses éléments constitutifs principaux. L'objet de l'invention est en outre plus particulièrement conçu de manière à pouvoir offrir en plus plusieurs seuils ou niveaux d'amortissement ou d'absorption dont le dépassement est matérialisé par le changement d'état ou de position de certains des éléments constitutifs qui, ainsi, fournissent les renseignements nécessaires pour procéder au changement justifié desdits éléments constitutifs qui ont été sollicités. Une telle disposition permet, par conséquent, d'adapter au meilleur cout l'entretien d'une installation de protection et de sécurité. Conformément à l'invention, la barrière de protection du type comprenant une armature et un écran en partie au moins déformable élastiquement est caractérisée en ce que l'écran est formé par un réseau maillé maintenu déployé par des entretoises par rapport auxquellesledit réseau possède 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 Diverses autres caractéristiques ressortent de la description ci-dessous faite en référence aux dessins annexés qui montrent, à titres d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une perspective illustrant partiellement la barrière de protection conforme à l'invention. La fig. 2 est une vue latérale partielle montrant une caractéristique constructive de l'objet de l'invention. La fig. 3 est une vue de dessus montrant l'une des phases de fonctionnement de l'objet de l'invention. La fig. 4 est une vue en plan partielle mettant en évidence certaines des caractéristiques constructives de la barrière. La fig. 5 est une perspective partielle montrant une variante de réalisation de l'exemple selon la fig. 1. La fig. 6 est une élévation schématique représentant un autre dévelop pement. Les fig. 7 et 8 sont des élévations schématiques montrant deux autres exemples d'exécution de la barrière. La fig. l montre la barrière de l'invention mise en oeuvre dans l'application à la protection contre les -chutes de pierres le long de terrains ou massifs en pente. La barrière comprend une armature qui est formée par des poteaux l qui sont disposés selon un alignement déterminé en étant chacun ancré dans le sol par un massif 2, par exemple. La liaison entre chaque poteau et le massif 2 correspondant peut etre établie de toute façon convenable et notamment par l'intermédiaire d'une semoelle, non représentée, fixée par l'intermédiaire de boulons à une contreplaque portée par le na ssif 2. Chaque montant 1 est, de préférence, constitué par un tronçon de profilé, par exemple à section en H, dont l'amie est située dans Ie plan de la barrière générale devant etre formée. Les poteaux 1 sont disposés à intervalles réguliers les uns des autres, selon un pas correspondant à la longueur de panneaux souples 3, de préférence déformables élastiquement et disposées côte-à-côte pour former ensemble par leur alignement un écran ou une barrière déformable 4 Selon l'inverltion, les panneaux 3 sont reliés par leurs rives, bordures ou brins verticaux, situés au droit de chaque poteau 1, par des jonctions 5 (fig. 1 et 2).Les différents panneaux 3 sont en outre reliés entre eux par des liaisons intermédiaires haute et basse 6 qui sont chacune constituée par un câble 8 monté sur les bordures horizontales de deux panneaux 3 contigus par des jonctions 9 présentant un seuil de résistance à la traction, par exemple inférieur à celui des jonctions 5. Chaque câble 8 est, par ailleurs, muni à ses extrémités, situées au-delà des jonctions 9 le reliant à deux panneaux 3 contigus, de deux butées 10 qui sont formées de toute façon convenable pour présenter une résistance à un effort de traction supérieure à celle des jonctions 9, mais le cas échéant inférieure à celle des jonctions 5. Les panneaux contigus 3, formant ensemble la barrière 4, sont disposés dans cet exemple en aval des poteaux 1 par rapport au sens général de déplacement de masses figuré par la flèche fl. La retenue de la barrière 4 est assurée par l'intermédiaire de deux câbles ou haubans de traction 11 et 12 passant, respectivement en tete et en pied et accrochés pour chaque poteau à un point d'ancrage 13, par exemple commun, situé dans le sol en amont du poteau I par rapport au sens de déplacement figuré par la flèche fl. Les câbles de traction 11 et 12 sont amenés à passer à travers des lumières ou des fenetres 14 et 15 ménagées dans l'âme du poteau qui constitue ainsi une entretoise maintenant un écartement relatif entre lesdits râbles de traction ll et 12.Au-delà du poteau 1, les câbles de traction 11 et 12 sont accrochés par un oeilleton 16 ou 17 au câble intermédiaire correspondant 8. Les câbles 11-12 assurent ainsi le support et le déploiement de la barrière 4 en aval de l'armature formée par les poteaux qui n'assument qu'une fonction d'entretoisement des haubans permettant le déploiement de la barrière et non pas une fonction de support et de fixation de ladite barrière comme dans les réalisations connues. Selon une autre disposition constructive de l'invention, les cables de traction 11 et 12 sont respectivement munis d'un dispositif 18 limiteur de traction qui est, de préférence, du même type que les jonctions 9. Chaque dispositif 18 présente une résistance à la traction inférieure à celle des butées 10. Selon une disposition préférée, chaque dispositif 18 est, de préférence, formé par une plaque de glissement associée à deux brides déformables élastiquement et serrées par l'intermédiaire de boulons de manière à emprisonner, par deux conduits séparés qu'elles délimitent, deux segments de cabale lla-llb et 12a-12b respectivement, formant ensemble les câbles de traction 11 et 12.De préférence également, les extrémités des segments constitutifs des cibles de traction sont munies de butées extrêmes 19 et 20 présentant une résistance à la traction supérieure à celle des butées extrêmes 10. Dans une variante de réalisation, il peut etre prévu d'accrocher les deux cables 11-12 à un organe du type palonnier qui est relié au point d'ancrage 13 par un cable unique muni d'un dispositif limiteur de traction. La barrière conforme à l'invention est tout particulièrement conçue pour offrir une grande efficacité de freinage, d'amortissement et de retenue d'une masse en chute libre, sans risque de détérioration, en présentant de façon- supplémentaire différents seuils successifs de résistance et d'amortissement qui constituent des témoins déterminant de façon certaine, dans le cas d'une mise en service, le niveau de charge ayant été supporté et permettant d'identifier ceux des éléments constitutifs qui ont été sollicités par une telle charge. En effet, lorsqu'une masse telle qu'une pierre P, dévalant la pente dans le sens de la flèche fl, rencontre la barrière 4, comme représenté à la fig. 3, le panneau 3 soumis à l'impact est sollicité en déformation dans le sens de la flèche f2, c'est-à-dire vers l'aval et tend à transmettre deux efforts de traction dans le sens des flèche f aux panneaux 3 contigus. Il se produit, par conséquent, un déplacement du panneau sollicité et des câbles intermédiaires 8 qui peuvent glisser librement par rapport aux oeilletons 16 et 17 des cibles 11-12 correspondant aux deux poteaux latéraux, jusqu'au moment où les jonctions 9, amenées en appui contre lesdits oeilletons, ont alors pour effet de transmettre les efforts de traction aux câbles 11 et 12.Dans une seconde phase de prise en charge, les jonctions 9 intéressées admettent un glissement relatif, soit des câbles 8, soit des bordures horizontales des deux panneaux contigus au panneau déformé dans le sens de kL flèche f2 L'entrée en service des jonctions 9 réalise un effet d'amortissement de l'effort de traction par transformation de l'énergie en chaleur de frottement et représente, par conséquent, un premier seuil d'amortissement de la charge appliquée à la barrière élastique. Le glissement relatif au niveau des jonctions 9 se poursuit jusqu'au moment où les butées 10 viennent en appui contre lesdites jonctions.Dans un tel état non illustré aux dessins, les cibles intermédiaires 8 transmettent alors intégralement les efforts de traction selon les flèches f3 aux câbles de tete et de pied 1l et 12. Lorsque ces efforts sont supérieurs à ceux pouvant etre absorbés par les dispositifs 18, le glissement relatif des segments lla-llb et/ou 12a-12b respectivement réalise un second seuil d'absorption et d'amortissement jusquTau moment où les butées 19 et/ou 20 sont amenées en contact avec les dispositifs 18.Les câbles de tete et de pied 11 et 12 représentent alors des éléments ne pouvant plus etre momentanément soumis à une élongation, de sorte que les efforts de traction éventuellement encore appliqués ne peuvent pus, dans cette phase ultime, etre absorbés ou amortis que par la résistance à la rupture ou à la détérioration offerte par les butées extremes 10 ou 19 et 20, selon le choix. Dans le cas le plus favorable où les butées 10, 19 ou 20 n'entrent pas en phase active d'absorption d'efforts de traction, la barrière 4, soumise à la déformation propre selon la fig. 3 et à l'élongation générale conférée par les jonctions 9 et 18, agit à la manière d'une poche ou d'une masse emprisonnant la pierre P et assure ainsi son freinage, puis son immobilisation. L'installation de l'invention assume cette fonction sans qu'il en résulte une détérioration de l'armature générale étant donné que le fonctionnement pratique ne fait jamais intervenir la résistance propre des poteaux 1 qui ne représentent que des organes-entretoises maintenant l'écartement entre les câbles de traction l1 et 12 pour assurer le déploiement correct de la barrière 4. Il s'ensuit que dans le cas où la barrière a assumé la fonction pour laquelle elle est prévue, il suffit, pour assurer sa remise en état, de vérifier si les différents seuils de déclenchement, déterminés par les jonctions et les butées, ont été atteints, de manière à définir ceux des éléments constitutifs devant etre changés pour replacer la barrière dans son état initial. Si, après la phase ultime de résistance décrite ci-dessus et le dépassement du dernier seuil d'absorption déterminé par l'entrée en action des butées 10 ou 19 ou 20, les forces de traction selon les flèches f3 sont toujours appliquées à la barrière 4, une rupture de l'intégralité de la barrière se produit au niveau des câbles intermédiaires 8 ou des câbles de traction Il et 12, de sor te que la partie de ladite barrière correspondant à cette rupture est à meme de's'effacer par rapport à la pierre P pour libérer cette dernière sans qu'il en résulte une détérioration totale de l'installation et,notamment, de l'armature constituée par les poteaux 1, comme cela intervient dans tous les cas avec les barrières de conception classique. La fig. 4 montre qu'il est avantageux de munir les bords des lumières ou des fenetres 14 et 15 de moyens de glissement appropriés 21 et 22 susceptibles d'autoriser le défilement sans risque de détérioration des câbles de tete et de pied 11 et 12. Les moyens 21 et 22 peuvent etre constitués par des garnitures en matière plastique ou en métal et, dans un tel cas, il est avantageux qu'elles présentent une section semi-circulaire au moins, de façon à offrir aux câbles 11 et 12 un siège d'appui convexe. La fig. 4 montre également qu'il peut etre prévu de relier chaque poteau 1 à deux tirants de tete 23 qui sont, par ailleurs, ancrés au pied des deux poteaux latéraux successifs. Une variante de montage consiste à associer les différents panneaux 3 au moyen de jonctions 5 ne présentant pas une résistance particulière à la traction. Les jonctions 5 représentent alors des liaisons libérant immédiatement les bords verticaux du panneau soumis à l'impact et, dans un tel cas, le dernier seuil d'absorption est déterminé par les butées 10 plutôt que par les butées 19-20 afin de limiter les transmissions d'efforts de traction aux panneaux 3 contigus. Dans l'exemple décrit ci-dessus, la barrière 4 est disposée en aval de l'armature selon le sens de déplacement des masses figuré par la flèche fl. Fol peut etre prévu de mettre en oeuvre une armature réalisée de façon dif fervente, de manière que la barrière 4 puisse etre située différemment. La fig. 5 montre un tel exemple selon lequel l'armature est formée par des poteaux entretoises la comprenant un fut 24 associé à deux membrures 25-26 respectivement de tete et de pied s'étendant perpendiculairement au fut. Les membrures 25-26 présentent dans leurs parties terminales des trous 27-28 bordés de garnitures de glissement pour des paires de câbles 29-30 qui les traversent. Les extrémités des câbles 29-30 sont accrochées à des panneaux 3a qui s'étendent entre les poteaux sans présenter de liaison entre eux ni avec lesdits poteaux.La barrière 4 est ainsi formée par la succession des différents panneaux 3a qui, selon la conformation des membrures 25 et 26 peuvent donc etre disposés dans le plan de l'alignement des poteaux ou en amont ou en aval dudit plan. Comme dans la réalisation précédente,des limiteurs de charge 31-32 sont prévus, au moins sur les câbles 29-30 pour réaliser une absorption de l'énergie transmise à un panneau percuté par une masse. Une variante de réalisation est illustrée par la fig. 6 selon laquelle les poteaux sont remplacés par des poteaux entretoises comprenant chacune un fut vertical 33 ancré dans le sol et muni en tete d'une traverse 34 renforcée ou non par une contrefiche 35. Chaque potence est de préférence montée pour que la traverse 34 s'étende parallèlement au sens de déplacement selon la flèche f1 de la fig. 3 en étant dirigée vers l'amont par rapport audit sens. Ceci permet d'assurer le maintien et le déploiement, par effet d'entretoisement entre la traverse et le soij d'une barrière 4 déformable élastique ment constituée en une seule nappe ou formée par des panneaux successifs indépendants ou reliés côte-à-cte. Le maintien de la barrière 4 est de préférence assuré par des tirants 36 et des suspentes 37 associés à des limiteurs de charge 38 et 39, pa r exemple du type des organes 11 et 12 et conférant une certaine faculté d'élongation aux tirants et suspentes avec effet d'absorption de l'effort de traction appliqué. Dans cette variante, la barrière 4 est située enamcntde l'armature et peut assumer librement sa fonction de réception freinage et retenue d'une masse la percutant.Bien que cela ne soit pas représenté, les tirants 36 et les suspentes 37 peuvent etre munis de limiteurs à déclenchements successifs introduisant des seuils ou niveaux de résistance à la traction permettant d'apprécier et de contrôler la charge supportée par l'installation après une entrée en service. La fig. 7 représente un autre exemple de réalisation selon lequel l'armature est constituée par des poteaux entretoises lb, du type de ceux de la fig. 1. Les poteaux lb sont maintenus par des haubans 40 dépourvus de limiteurs de charge et s'étendant dans le sens amont par rapport à la flèche f1. Les poteaux lb sont conformés en tete et en pied pour présenter des guides de passage et de coulissement de deux câbles 41 et 42 définissant le plan de la barrière 4 et qui sont fixés, au-delà des poteaux extremes à deux points d'ancrage 43. Les cibles 41 et 42 représentent, entre les poteaux extremes lb, les bordures haute et basse de la barrière 4 qui est formée par une pluralité de panneaux 3 accrochés auxdites bordures ainsi éventuellement qu'entre eux.Il peut etre envisagé aussi de constituer la barrière par une nappe continue dont les rives sont alors ligaturées aux câbles 41-42. Dans l'un et l'autre cas et selon la portée devant lui etre conférée, la barrière peut etre maintenue déployée par des poteaux lb intermédiaires ou par des entretoises 44 rapportées directement sur la nappe pour maintenir l'écartement requis entre les câbles 41-42. La fig. 7 montre que dans une telle variante, des limiteurs de charge 45 sont prévus sur les parties des cables 41-42 s'étendant entre les poteaux extremes lb et les points d'ancrage 43. Il peut aussi etre envisagé de placer les haubans 40 dans le plan de la barrière et de ramener les câbles 41 et 42 perpendiculairement à cette dernitre au droit de certains des poteaux. Une variante d'exécution de l'exemple précédent est montrée à la fig. 8. Selon cette variante, les câbles 41 et 42 sont ancrés indépendamment par leurs extrémités dans deux massifs rocheux extremes M1 -M2 qui assument en plus une fonction d'entretoisement desdits câbles. Selon la portée de la barrière 4, qui peut etre constituée par une seule nappe ou par des panneaux, l'entretoisement extreme peut etre complété par des entretoises intermédiaires 44 ou aussi par un câble porteur 46 également ancré dans les massifs M1- M2 pour assurer la suspension du câble 42 par des suspentes 47 munies ou non de limiteurs de charge 48. Il y a lieu de noter que les différents exemples ci-dessus peuvent etre mis en oeuvre aussi sur des terrains plans ou également le long de parois verticales. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent y etre apportées sans sortir de son cadre. En particulier, il peut etre prévu de faire assumer la fonction fusible des butées 10 et aussi éventuellement 19 et 20 par un organe de liaison à charge de rupture connue. De plus, il peut etre prévu aussi de remplacer le câble intermédiaire 6 par deux demi-cåbles montés chacun sur un panneau et associés entre eux, pour deux panneaux contigus et avec le cable de traction correspondant,par un organe de liaison à charge de rupture connue. RE VE NDICATIONS 1 - Barrière de protection du type comprenant une armature et un écran en partie au moins déformable élastiquement, caractérisée en ce que écran est formé par un réseau maillé maintenu déployé par des entretoises par rapport auxquelles ledit réseau possède une faculté de déplacement relatif propre conféré par des organes de liaison à résistance limitée s'étendant entre écran et des points d'ancrage et de retenue. 2 - Barrière de protection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'écran est situé dans le plan commun aux organe s entretoises. 3 - Barrière de protection selon la revendication 1, caractérisée en ce que écran est situé en-dehors du plan commun aux entretoises. 4 - Barrière de protection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'écran est relié à des points d'ancrage par des câbles s'étendant perpendiculairement au plan de la barrière et munis de dispositifs limiteurs de charge en traction. 5 - Barrière de protection selon la revendication 4, caractérisée en ce que les cabales relient l'écran aux points d'ancrage en traversant des poteaux entretoises. 6 - Barrière de protection selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les cabales de liaison sont accrochés à l'écran par des câbles intermédiaires eux-memes reliés audit écran par des dispositifs limiteurs de charge en traction. 7 - Barrière de protection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'écran est relié par des tirants à des points d'ancrage bas et par des suspentes à des points d'ancrage haut formés par des entretoises du type potence. 8 - Barrière de protection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'écran est relié à des points d'ancrage par des cibles stétendant parallèlement à la direction de la barrière munis de dispositifs limiteurs de charge en traction et dont l'un au moins desdits cables est associé à des entretoises. 9 - Barrière de protection selon la revendication 8, caractériséeen ce que l'écran est associé à des entretoises extremes principales et à des entretoises intermédiaires secondaires. l0-Barrière de protection selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en que l'écran est associé à un câble de suspension par des suspentes munies de dispositifs limiteurs de charge en traction.