Brevet FR2549885A1 — publié le 19850201

PYLONE AUTOSTABLE DE SECTION CONSTANTE. La présente invention concerne un pylône autostable de section constante. Ce type de pylône a essentiellement pour fonction de supporter des moyens de signalisation, d'éclairage ou des antennes dans des équipements électroniques de radar ou de télécommunication par exemple. Un pylône autostable, c'est-à-dire dont la stabilité est assurée par sa propre géométrie et sa structure et non par la présence de haubans, n'est soumis qu'à deux types d'efforts. Tout d'abord, des efforts statiques dus à la fois à son propre poids et au poids du matériel qu'il supporte, et des efforts dynamiques dus à la pression du vent contre la structure du pylône. Le premier type d'efforts induit une compression verticale des différents éléments de la structure du pylône, tandis que le second type d'efforts induit des couples de renversement qui tendent à faire plier le pylône. Ces couples de renversement peuvent atteindre des valeurs élevées pour de grandes vitesses de vent, par exemple, une vitesse de vent de 180 km/h correspond à une pression sur la structure du pylône de 150 daN/m2. Un pylône comprend au moins trois membrures, qui sont les mâts encastrés dans le sol et maintenus solidaires. Le calcul des dimensions d'un pylône autostable doit tenir compte de deux contraintes. La première contrainte provient des efforts dus au vent et pour lesquels on constate qu'ils sont omnidirectionnels dans le temps, de sorte que, quel que soit le type de section du pylône, le couple de renversement qu'il subit se traduit toujours, dans l'azimut le plus défavorable, par le flambement d'une seule membrure. C'est pourquoi on retient la section triangulaire qui est la plus simple à réaliser. La seconde contrainte provient du moment fléchissant subi par le pylône tout le long de sa structure. Un pylône autostable maintenu solidaire du sol et soumis aux effets du vent est équivalent, mathématiquement, à une poutre encastrée chargée uniformément sur toute sa longueur. Aussi, le moment fléchissant varie avec la côte du pylône pour atteindre une valeur maximale au niveau de son encastrement dans le sol. Comme le moment fléchissant détermine les contraintes dans le pylône par l'intermédiaire du moment d'inertie du pylône, il faut faire varier celuici le long du pylône, dans un sens décroissant de la partie encastrée dans le sol vers l'extrémité libre de façon à maintenir un niveau de contraintes constant sur toute la longueur du pylône. Ainsi, un pylône autostable est réalisé de façon optimale s'il présente une section droite triangulaire et un moment d'inertie variant sur toute sa longueur. Actuellement, la réalisation pratique d'un tel pylône 1 à section triangulaire nécessite l'emploi de membrures 2 - qui sont les trois mâts encastrés dans le sol, définissant l'encombrement du pylône et maintenus solidaires par des croisillons 3 - présentant des profilés à 600 comme le montre la figure I ou à trois ailes 4, 5 et 6 et deux angles obtus à 1200 comme le montre la figure 2. De tels profilés ne sont pas réalisés couramment dans l'industrie, qui fabrique plutôt des profilés à angles droits, de sorte qu'ils sont d'un coût élevé, étant commandés en faible quantité et nécessitant l'utilisation d'un outillage et d'une main d'oeuvre spécialisés. De même actuellement, la réalisation pratique d'un pylône à moment d'inertie variable - dont l'exemple le plus topique est la Tour Eiffel - se fait par variation de la section droite du pylône. L'inconvénient de cette variation de la section droite le long du pylône vient des difficultés de réalisation, en raison notamment des raccordements entre les différentes pentes des membrures et du nombre élevé des pièces différentes à assembler, ce qui entraîne un coût élevé. Le but de la présente invention est de pallier de semblables inconvénients et a pour objet un pylône autostable de section droite constante, caractérisé par le fait qu'il a un moment d'inertie variable sur toute sa longueur, dans un sens décroissant de l'extrémité encastrée dans le sol vers l'extrémité libre. Un tel pylône selon l'invention présente l'avantage d'être fabriqué aisément et pour un coût bien moindre que celui des pylônes de l'art antérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî- tront dans la description qui suit, illustrée par les figures suivantes qui représentent: - les figures 3 et 4 : deux exemples de réalisation d'un pylône selon l'invention; - les figures Sa et 5b, 6a et 6b des modes de réalisation particuliers, mais non limitatifs, d'un pylône selon l'invention. Les éléments semblables remplissant les mêmes fonctions en vue des mêmes résultats portent les mêmes références dans les différentes figures. Comme cela a été dit auparavant, I'objet de l'invention est un pylône autostable à section triangulaire constante, dont le moment d'inertie varie sur toute sa longueur, dans un sens décroissant de l'extrémité encastrée dans le sol vers l'extrémité libre. Cette variation du moment d'inertie du pylône est assurée par l'espace ment variable des moyens de liaison entre les trois membrures du pylône, maintenant ces dernières parallèles entre elles. Différents cas sont à envisager, selon la structure de ces moyens de liaison entre deux membrures. Lorsque ceux-ci sont constitués par des croisillons 3 placés dans le plan vertical passant par deux membrures 2, la variation du moment d'inertie du pylône 1, constitué par les trois membrures 2 et les croisillons 3, est réalisée par la variation de l'espacement des croisillons 3 comme le montre la figure 3. Vers l'extrémité 8 du pylône 1, qui est encastrée dans le sol, la densité des croisillons 3 maintenant les membrures 2 parallèles deux à deux est plus grande que vers l'extrémité libre 7. Ainsi, le pylône offre moins de prise au vent à l'extrémité libre mais par contre est plus solide au niveau du sol où une cassure pourrait se produire. Les moyens de liaison peuvent être constitués différemment, notamment et de façon préférentielle par des cadres triangulaires 9, de même section que celle du pylône 1 et dont les angles 10 sont solidaires des trois membrures 2,comme cela est représenté sur la figure 4. La variation du moment d'inertie est réalisée dans ce cas par une répartition particulière des cadres triangulaires 9 le long du pylône 1, étant entendu que la densité de cadres est plus importante au niveau de l'encastrement dans le sol qu'au niveau de l'extrémité libre 7. L'avantage d'une telle conception vient de l'utilisation de profilés laminés standards aussi bien pour les membrures 2 que pour les cadres triangulaires 9, de sorte que la fabrication d'un pylône selon l'invention est plus aisée et moins coûteuse que celle d'un pylône de l'art antérieur. Sur la figure sont représentées des antennes radar il supportées par le pylône 1, de façon connue. La figure Sa représente un mode de réalisation particulier d'un pylône I réalisé à partir de trois membrures parallèles 2, dont les moyens de liaison sont des cadres triangulaires 9. Cette figure montre plus particulièrement une coupe du pylône, selon une portion de section droite passant par un des cadres triangulaires 9 de liaison. Ce cadre 9 est obtenu par assemblage de trois profilés standards 12, de section rectangulaire comme le montre la figure 5b.Ces trois profilés 12 disposés selon les côtés d'un triangle équilatéral 13 sont reliés entre eux en chacun des sommets 14 du triangle, par lesquels passent les trois membrures 2 du pylône. Selon la figure 5a, les profilés sont reliés deux à deux par jonction sur une plaque 15, cette dernière étant ensuite encastrée dans le profilé de la membrure correspondante 2. De façon pratique, un tel pylône est réalisé à partir de profilés métalliques, de sorte que la jonction entre les profilés constituant le cadre triangulaire 9 et la plaque 15 peut se faire par soudage. Sur la figure 5a, les membrures 2 présentent un profilé en I et l'encastrement du cadre triangulaire 9 à l'intérieur des membrures 2 se fait avantageusement par vissage des plaques 15 de sommets du cadre 9 dans les membrures poinçonnées 2. La figure 6a représente un autre mode de réalisation d'un pylône selon l'invention. Selon cette figure, qui montre une coupe du pylône selon une portion de section droite passant par un cadre triangulaire 9, les profilés 12 constituant les côtés du cadre ont une section droite en 1 mais sont reliés aux trois membrures 2 par soudage et vissage comme précédemment. La figure 6b,-montre plus précisément la section droite en I d'un de ces profilés 12. L'invention qui est décrite ci-dessus et qui concerne un pylône autostable de section triangulaire constante et à moment d'inertie variable sur toute sa longueur, n'est bien entendu pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés. Elle comprend également tous les équivalents techniques des moyens décrits - les profilés notamment peuvent être quelconques, en tôle métallique ou en plats d'acier ou d'aluminium pliés -ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées dans l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Pylône autostable de section droite constante, caractérisé par le fait qu'il a un moment d'inertie variable sur toute sa longueur, dans un sens décroissant de l'extrémité encastrée dans le sol vers l'extrémité libre. 2. Pylône selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par des membrures (2) maintenues parallèles entre elles par des moyens de liaison, dont l'espacement variable le long des membrures (2) assure la variation du moment d'inertie du pylône (1) par une densité plus grande vers l'extrémité encastrée (8) que vers l'extrémité libre (7). 3. Pylône selon la revendication 2, caractérisé en ce que les membrures (2) et leurs moyens de liaison sont en métal. 4. Pylône selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de liaison sont constitués par des croisillons (3). 5. Pylône selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent des cadres (9), de même section que celle du pylône (1) et dont les angles (14) sont solidaires des membrures (2). 6. Pylône selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la section droite constante est triangulaire. 7. Pylône selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les cadres (9) de liaison sont obtenus par assemblage de trois profilés (12), disposés selon les côtés d'un triangle équilatéral (13) et reliés entre eux en chacun des sommets (14) du triangle par lesquels passent les trois membrures (2) du pylône (1). 8. Pylône selon la revendication 7, caractérisé en ce que les profilés (12) constituant les cadres (9) de liaison ont une section droite rectangulaire ou en I. 9. Pylône selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il supporte des panneaux de signalisation, d'éclairage ou des antennes (11).