Brevet FR2513221A1 — publié le 19830325

La présente invention concerne une enceinte des- tinée au confinement des effets des explosions, déflagrations ou détonations accidentelles-ou volontaires, réalisées dans l'enceinte A cet effet, celle-ci est réalisée de manière qu'elle comporte une enveloppe de forme cylindrique et des extrémités associées de fermeture L'invention concerne aus- si un procédé de fabrication d'une telle enceinte. Il existe déjà des constructions dans lesquelles les opérations délicates de fabrication et/ou des essais délicats sont exécutés au cours de la production de substan- ces explosives et/ou de substances analogues On sait aussi que de telles constructions et des constructions analogues peuvent être utilisées pour le stockage des substances ex- plosives Ces constructions doivent alors protéger le per- sonnel et les environs des effets des explosions, des défla- grations et des détonations, par exemple des ondes acousti- ques et de pression, des éclats, etc. Jusqu'à présent, ces constructions ont presque sans exception, été sous forme de bâtiments de béton, placés sous le sol et entourés de parois protectrices afin que la partie essentielle de l'installation reste aussi ouverte que possible et réduise au minimum les détériorations dues à une explosion. Il faut noter que les installations actuelles sont à la fois très compliquées dans leurs construction et confrontée? au problème de leur adaptation a des opérations de fabrication de substances qui dépendent de matières explosives ou en mettent en oeuvre, une partie par exemple des opérations devant être soumises à des règles rigoureuses de sécurité imposées dans ce type de fabrication Il est aussi difficile d'adapter ce type d'installations permanentes à différents types et essais de ma- tières et produits explosifs Il est donc très souhaitable de disposer d'installations capables-de confiner les opérations délicates impliquées dans la fabrication et les essais de pro- duits et matières explosifs. L'enceinte selon l'invention est destinée à remé- dier aux inconvénients précités Cette enceinte a une construc- tion souple, un poids relativement faible,c'est-à-dire qu'elle peut être facilement réalisée en fonction de cri- tères particuliers, et elle peut être facilement déplacée, par exemple de l'endroit de sa fabrication à l'emplacement du procédé de production. La caractéristique principale de l'enceinte selon l'invention est que chaque élément d'extrémité a une partie essentiellement plate qui est renforcée, à l'extérieur, par des organes perpendiculaires les uns aux autres et dis- posés dans la direction longitudinale de l'enceinte à partir de l'élément réel d'extrémité. L'invention concerne aussi un procédé de fabri- cation d'une telle enceinte qui permet une fabrication ration- nelle de celle-ci et donne une excellente résistance, con- tribuant à la réduction de la masse de l'enceinte. La principale caractéristique du procédé de fa- brication selon l'invention est que chaque élément d'extré- mité a des organes d'armature soudés à l'extérieur et placés en direction longitudinale par rapport à l'enceinte, ces organes étant eux-mêmes perpendiculaires les uns aux autres. D'autres caractéristiques de l'invention portent sur la forme des organes d'armature et leur emplacement sur l'élément correspondant d'extrémité Un procédé avantageux de fabrication de l'enceinte selon l'invention met en oeuvre un soudage. La réalisation selon l'invention permet la forma- tion d'une enceinte qui, malgré sa simplicité technique, pré- sente une résistance extrêmement grande aux effets des explo- sions, déflagrations,détonations, etc déclenchées dans la chambre intentionnellement ou intempestivement La forme de l'enveloppe cylindrique assure une grande résistance aux for- ces internes Le renforcement des éléments d'extrémité, réalisés selon l'invention, donne aussi à ceux-ci une résis- tance extrêmement grande à ces forces Les organes de renfor- cement placés sur la tranche et perpendiculairement les uns aux autres permettent une rigidirication efficace et peu coûteuse des parties plates des éléments d'extrémité Ces organes de renforcement qui sont raccordés les uns aux au- tres, peuvent aussi transmettre les contraintes à la paroi du cylindre étant donné le raccordement périphérique mutuel. Chaqua organe de renforcement est fixé à la partie plane de la surface correspondante par au moins la plus grande partie de leur longueur sur cette surface. L'enceinte peut être fabriquée en usine et faci- lement transportée jusqu'à l'utilisateur, et sa réalisation et sa dimension peuvent être modifiées ou adaptées en fonc- tion de critères différents Elle peut aussi être utilisée dans d'autres applications, afin qu'elle résiste à des forces externes importantes, et dans ce cas, les organes de renfor- cement se trouvent à l'intérieur de l'élément correspondant d'extrémité et non à l'extérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, d'un exemple de mode de réalisation d'enceinte selon l'inven- tion, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels 2-0 les figures 1 à 3 sont respectivement une coupe en plan (fig 1) et des vues de bout, du côté AA (fig 2) et du côté BB (fig 3) d'une enceinte selon l'invention; la figure 4 est une vue de bout d'une partie d'un premier élément d'extrémité, avec ses organes de renfor- cement; les figures 5 à 1 l sont des coupes suivant les lignes A -A 1, A 2-A 2, A 3-A 3, A 4-A 4, A 5-A 5, A-A et A 7-A 7 respectivement des organes de renforcement placés sur des parties du premier élément d'extrémité; la figure 12 est une vue de bout des organes de renforcement placés sur des parties du second élément d'ex- trémité; et les figures 13 et 14 sont des coupes suivant les lignes B -B 1 et B 2-B 2 de la figure 12. L'enceinte selon l'invention, dans l'exemple considéré, a une longueur A d'environ 5 m Elle comporte une partie 1 de forme essentiellement cylindrique, ayant un dia- mètre d'environ 3 m Ces dimensions peuvent être adaptées à 2513 '221 l'application prévue pour l'enceinte, par exemple au confine- ment d'opérations partielles ou complètes de fabrication, ou l'essai de produits explosifs tels que des fusées, etc. L'enveloppe a une épaisseur d'environ 30 mm et elle est munie, à ses deux extrémités, d'éléments d'étanchéité 2 et 3 Le premier élément d'extrémité, représenté sur la figure 2, a un châssis de porte dont diverses parties portent les références 4, 5, 6 et 7 Une porte 8 qui peut être d'une construction stable connue, est suspendue au châssis La porte qui est représentée sous forme entrouverte par la référence 8 ', s'ouvre vers l'intérieur. L'enceinte comporte un certain nombre de fenêtres 9 destinées au montage d'appareils de prise de vue qui per- mettent l'observation et la surveillance de l'opération de l'essai exécuté dans l'enceinte Ces fenêtres peuvent être d'un type connu L'enceinte comporte aussi des entrées de raccords électriques ou de gaz, par exemple de câbles d'amor- çage, bien qu'on ne les ait pas représentés La chambre est aussi reliée à un appareil d'aspiration non représenté qui est lui-même couplé à un tube de soufflage à silencieux ou qui comprend un tel tube Un raccord à une installation d'évacuation peut aussi être prévu, de même que d'autres en- trées analogues Les entrées et sorties peuvent être de type connu La figure 1 représente une partie d'une plaque plane d formant un plancher. L'enceinte comporte aussi quatre oeillets 10 de levage et quatre pieds Il qui permettent son ancrage sur un socle 12 defondation L'enceinte est destinée à être placée avee son cylindre en position plus ou moins parallèle à la surface du socle. Les éléments 2 et 3 d'extrémité ont une surfa- ce circulaire essentiellement plate et une épaisseur de 30 mm environ Ces éléments 2 et 3 sont soudés à la paroi interne du cylindre 1 tout autour de sa circonférence A chacune des extrémités, le cylindre dépasse sur chacun des éléments 2 et 3 Ces parties en saillie sont repérées par les références la et lb et portent des organes 13 et 14 de renforcement, de préférence formés du côté extérieur et qui sont décrits plus en détail dans la suite du présent mémoire Ces organes de renforcement dépassent de la surface correspondante de l'élément 2 ou 3, en direction longitudinale de l'enveloppe. Comme l'indiquent les figures 2 et 3, les organes de renfor- cement sont disposés perpendiculairement les uns aux autres. Chaque élément 2, 3 a un premier et un second organe de ren- forcement 13 a, 14 a et 13 b, 14 b respectivement Les premiers organes de renforcement sont disposés verticalement dans l'exemple considéré et représenté, et les seconds organes 13 b et 14 b sont disposés horizontalement, perpendiculairement aux premiers Dans l'exemple représenté, les organes de renforcement sont formés de plaques rectilignes de rigidifi- cation ou analogues, et cette forme rectiligne peut aussi être modifiée dans le cas des premiers et/ou seconds organes de renf 9 icement àfin qu'ils forment un dessin ayant une certaine courbure et/ou interrompu, comme représenté sur les figures 2 et 3. Chaque organe de renforcement est raccordé le long de la plus grande partie au moins et de préférence sur la totalité de la surface d'appui avec les éléments 2 et 3 et/ou des organes voisins de renforcement et/ou de l'enve- loppe Les organes de renforcement sont disposés sur une dis- tance minimale de 200 mm à partir des éléments 2 et 3 et sur une distance maximale de 600 mm à partir de ces éléments, de préférence de 400 mm Les organes de renforcement sont disposés sur la plus grande partie de leur longueur et de préférence en totalité vers l'intérieur des parties en sail- lie la et lb aux extrémités de l'enceinte, ces parties dé- passant de tous les organes de renforcement dans ce mode de réalisation avantageux de l'invention. Les parties du châssis telles que 5 a et 5 b qui sont disposées dans la direction longitudinale du cylindre ont cependant une longueur supérieure à celle des organes de renforcement, une quantité de l'ordre de 20 à 40 % Ain- si, ces prolongements peuvent dépasser dans une certaine mesure de la partie la en saillie placée à l'extrémité de l'enceinte. Les organes de renforcement ont une épaisseur de à 40 mm, de préférence de 25 mm environ L'enveloppe est formée d'acier du type OX 812 E/Z et les éléments 2 et 3 des extrémités sont formés d'acier du type DX 522 E/2 Les or- ganes de renforcement sont formés d'acier du type SS 1412 ou analogue La norme appliquée pour le dessin est St BK-Nl et celle qui est appliquée pour le soudage est St BK-N 2. Les figures 4 à 11 représentent en détail la fixation des organes de renforcement sur une partie du pre- mier élément d'extrémité de l'enceinte La figure 4 ne repré- sente pas les parties extérieures 5 c (figure 5) et 7 c (figure 11) des poutres-caissons formées par les parties 5 a, 5 b, c et 7 a, 7 b, 7 c Les parties du châssis 4 et 6 (figure 2) ont une réalisation analogue à celle des parties 5 et 7. Les parties 5 a, 5 b, 7 a et 7 b et les parties équi- valentes des portions de châssis 4 et 6 sont incorporées à l'arrangement des organes de renforcement Dans le cas repré- senté, les parties verticales 5 a et 5 b du premier organe de renforcement et 7 a et 7 b du second organe de renforcement sont incorporées à l'arrangement Les organes de renforcement comprennent aussi les parties verticales 15 et 16 alors que d'autres organes de renforcement comprennent d'autres parties. horizontales 17, 18 et 19. L'organe horizontal 17 de renforcement a une partie 17 b fixée entre les parties 5 a et 5 b, ainsi qu'une partie placée de la partie 5 b à la face interne lc de l'enveloppe par l'intermédiaire de découpes formées dans les organes verticaux de renforcement 15 et 16 Les parties horizontales 18 et 19 sont montées de manière équivalente, les parties 18 b et 19 b se trouvant entre les parties 5 a et 5 b Les organes verticaux de renforcement qui ont les découpes qui vont jusqu'à la surface ont une longueur un peu accrue depuis l'extérieur des éléments 2 et 3. L'organe vertical de renforcement 15 a une partie qui n'est pas interrompue par les découpes destinées au passage des organes de renforcement 17, 18, 19, et une partie séparée 251 322 i a placée entre les parties 7 a et 7 b; L'organe combiné 5 b d'armature et de poutre-caisson a une partie continue à la- quelle sont fixées les parties 17, 17 b, 18, 19, 19 b, sur des faces correspondantes, les parties 5 b' placées entre les organes 7 a et 7 b, et les parties 5 b" placées entre chaque organe 7 b et la surface lc de l'enveloppe L'organe combiné a de renforcement et de poutre-caisson est réalisé d'une manière analogue, et il comprend des parties 5 a' et 5 a". Une partie indépendante 20, placée entre l'or- gane 7 a et la paroi interne lc, est aussi incorporée aux or- ganes verticaux de renforcement Deux autres organes indépen- dants 21, 21 ' sont placés entre les organes 7 a et 7 b et entre l'organe 7 b et la face interne lc et on peut considé- rer qu'il font partie des premiers organes de renforcement ou des organes verticaux. La disposition décrite précédemment est la même pour les trois autres quarts de la construction considérée. Les organes de renforcement qui font partie du châssis sont plus épais que les autres, par exemple ils ont une épaisseur d'environ 40 mm, alors que les autres organes de renforcement ont une épaisseur de 25 mm environ La quantité de premiers et seconds organes de renforcement peut aussi varier entre 9 et 15 et le nombre total est ainsi compris entre 18 et 30. Chaque organe de renforcement est soudé sur toutes ses surfaces de contact, à la fois à l'élément placé à son contact et à la surface voisine des organes de renforce- ment et de l'enveloppe Les organes de renforcement décrits précédemment comportent des organes verticaux et horizontaux comprenant chacun une ou plusieurs parties l'arrangement des organes peut cependant être différent, les organes 15 et 16 placés verticalement pouvant être par exemple en une seule pièce et passant dans des découpes des organes horizontaux correspondants Dans le cas d'un plus grand nombre de parties individuelles dans les organes horizontaux ou verticaux de renforcement, les différentes parties peuvent être déplacées parallèlement les unes aux autres et/ou être placées en di- rection inclinée, etc Il est cependant avantageux que les organes de renforcement qui font partie des poutres-caissons restent continus. L'arrangement précité d'organes de renforcement forme une construction qui, au point de vue de la résistance mécanique des éléments d'extrémité, est extrêmement avantageuse. La figure 4 représente aussi un raccord 23 pla- cé dans la direction longitudinale de l'enveloppe Celle-ci ne comporte qu'un seul raccord par tronçon. Les organes de renforcement de l'autre élément d'extrémité, comme indiqué sur la figure 12, comprennent des organes verticaux continus 23 'à 28 qui sont fixés, à leurs extrémités, à la face interne lb de l'enveloppe et sur toute la surface de contact avec l'élément 3 d'extrémité Les orga- nes horizontaux 29 à 34 de renforcement comprennent un certain nombre d'organes individuels, qui en plus de leur fixation à l'élément 3, sont fixés entre une paire correspondante d'or- ganes verticaux de renforcement, les organes externes étant cependant fixés entre l'organe de renforcement 28 et la surface de l'enveloppe La distance séparant les organes horizontaux et verticaux est pratiquement toujours la même, si bien que l'ensemble forme un dessin de carrés,de triangles et de qua- drilatères ayant un côté circulaire La disposition est iden-. tique pour les autres parties de l'élément d'extrémité L'or- gane vertical 23 ' coïncide avec l'axe vertical central et l'organe horizontal 29 avec l'axe central horizontal D'autre part, dans la coupe de la figure 4, la répartition est rela- tivement irrégulière étant donné la disposition d'un châssis de porte formé de poutres-caissons La distance entre l'organe externe 16 et la face interne du cylindre est aussi relative- ment grande. Un procédé de fabrication de l'enceinte précitée comprend le soudage des bords latéraux de l'enveloppe (classe de soudage SV 3) qui implique le soudage simultané de chaque moitié des deux côtés et à partir du centre vers l'extérieur. Les éléments plats d'extrémité sont soudés à l'enveloppe Dans le cas de l'autre élément d'extrémité représenté sur la figure 12, les organes verticaux 23 'à 26 sont soudés par points, 9 2513221 de l'enveloppe vers le centre Ilssont alors soudés dans le sens opposé, du centre dans toutes les directions La fixation par points est supprimée au cours de la progres- sion du soudage Les éléments individuels sont soudés dans le même ordre et simultanément dans chaque quadrant La fixation à la face interne de l'enveloppe est réalisée d'une ma- nière ininterrompue La matière est préchauffée à 10-1500 C en vue du soudage On utilise le soudage horizontal et le soudage manuel à l'arc avec apport de métal Les joints ou raccords sont meulés après soudage. La fabrication du premier élément d'extrémité peut être simultanée à la fabrication du second élément d'ex- trémité ou non, les deux fabrications pouvant être réalisées de la même manière Les organes de renforcement 7 b, 7 a, 20, 15 a, 5 b', 5 a' et 21 sont soudés par points dans l'ordre indiqué et soudés ensuite dans l'ordre inverse Le soudage est réalisé à partir du centre, dans toutes les directions. Les points de soudure sont meulés au fur et à mesure de la progression du soudage Les organes de renforcement 5 b, 5 a, 17 b, 17, 18 b, 18, 19 b, 19, 5 b", 5 a", 21, 21 ', 15, 20, 5 c, 7 c et ainsi de suite sont soudés par points puis soudés dans l'ordre indiqué L'ordre est le même dans tous les quadrants et le soudage est exécuté simultanément Le matériau est aus- si préchauffé à 100-1500 C dans ce cas aussi. Le procédé de soudage décrit précédemment per- met l'obtention d'une excellente qualité de raccordement des organes de renforcement à chaque élément 2, 3 d'extrémi- té et à l'enveloppe, et la création de tensions dans les diverses parties de l'enceinte est évitée. Il est bien entendu que l'invention n'a été décriteet représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. 2513 i 21 REVENDICATIONS 1 Enceinte destinée au confinement des effets d'explosion, de déflagration ou de détonation déclenchés intentionnellement ou non à l'intérieur de l'enceinte, celle- ci comprenant essentiellement une enveloppe pratiquement cylindrique ( 1) et des éléments associés d'étanchéité aux extrémités, caractérisée en ce que chaque élément d'extré- mité a une partie sensiblement plate ( 2, 3) qui, de préfé- rence, vers l'extérieur, est renforcée par des organes ( 13, 14) disposés perpendiculairement les uns aux autres et qui dépassent de la surface de l'élément correspondant d'extré- mité, dans la direction longitudinale de l'enveloppe. 2 Enceinte selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que chaque élément d'extrémité et les organes asso- ciés de renforcement sont disposés pour leur plus grande partie au moins vers l'intérieur du bord correspondant (la, lb) de l'enveloppe. 3 Enceinte selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque organe de renforcement dé- passe de la surface de l'élément correspondant d'extrémité d'au moins 200 mm environ, lorsque l'enceinte a une longueur totale d'environ 5 m par exemple. 4 Enceinte selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque organe de renforcement dépasse de la surface de l'élément correspon- dant d'extrémité au plus de 600 mm environ lorsque l'encein- te a une longueur totale d'environ 5 m par exemple. Enceinte selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que chaque élément d'extrémité ( 2, 3) est renforcé par les premiers organes ( 13 a, 14 a) qui sont disposés dans une première direction, et par des seconds organes ( 13 b, 14 b) qui sont disposés entre les premiers organes et sont placés dans une seconde direc- tion qui est de préférence pratiquement perpendiculaire à la première direction. 6 Enceinte selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que chaque organe de renforcement a une épaisseur comprise entre 10 et 40 mm, de préférence de l'ordre de 25 mm. 7 Enceinte selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le premier élément d'extrémité comporte un châssis de porte ( 4, 5, 6, 7) dont les parties ( 5 a, 5 b) qui sont parallèles à la direction longitudinale de l'enveloppe, font partie des organes de renforcement, et une porte s'ouvrant vers l'intérieur est articulée sur le châssis. 8 Enceinte selon l'une quelconque des reven- dications 5 à 7, caractérisée en ce que chaque élément d'ex- trémité est renforcé par 9 à 15 premiers organes de renfor- cement et par 9 à 15 seconds organes de renforcement. 9 Procédé de fabrication de l'enceinte selon la revendication 1, destiné au confinement des effets d'ex- plosion, de déflagration ou de détonation, déclenchés inten- tionnellement ou non à l'intérieur de l'enceinte, celle-ci comprenant une enveloppe essentiellement cylindrique ( 1) et des éléments associés d'étanchéité placés aux extrémités, caractérisé en ce que les organes de renforcement ( 13, 14) sont soudés à la partie plate ( 2, 3) de chaque élément d'ex- trémité, de préférence à l'extérieur, ces organes étant parallèles à la direction longitudinale de l'enveloppe et étant placés perpendiculairement les uns aux autres. 10 Procédé selon la revendication 9, caracté- risé en ce que l'enveloppe cylindrique est fabriquée par soudage des deux côtés d'un joint latéral, le soudage du joint commençant au centre du cylindre et progressant vers les ex- trémités, le premier élément d'extrémité est soudé avant, pendant ou après le soudage du second élément d'extrémité, et, lors du soudage des organes de renforcement du premier élément d'extrémité ( 2), les organes placés près d'une partie du châssis de porte formé par des poutres- caissons ou faisant partie de ce châssis, sont soudés avant les organes de renfor- cement placés plus près de la périphérie, le premier organe de renforcement ayant une première direction est soudé avant le second organe de renforcement ayant la seconde direction lors du soudage des organes de renforcement du second élément d'extrémité ( 3), et le soudage des organes de renforcement, dans chaque direction, commence au centre et se poursuit dans toutes les directions, le soudage des organes de renfor- cement à la paroi du cylindre (lc) étant réalisé d'une ma- nière plus ou moins continue.