Brevet FR2569502A1 — publié le 19860228

Dispositif de protection d'un support et notamment d'un poteau portant des conducteurs électriques La présente invention concerne un dispositif de protection d'un support et notamment d'un poteau portant des conducteurs électriques risquant de se dégrader lorsqu'il est soumis à un effort supérieur à un effort F prédéterminé pour le protéger de l'effet des surcharges accidentelles dues à l'action du vent, de la neige ou du givre. Il est bien connu que la rupture des poteaux portant les lignes électriques sous l'effet de surcharges, par exemple dues au givre, peut entraîner des dégâts très importants risquant de priver d'électricité des régions entières durant plusieurs heures et exigeant, pour leur réparation, des dépenses considérables. Tout naturellement, on cherche donc à réduire au maximum les risques de ruptures et à protéger efficacement les poteaux supports des lignes électriques. A cet effet, on a déjà proposé divers types de dispositifs de protection. Parmi ces dispositifs, ceux qui donnent le plus de satisfaction se composent d'une poutre universelle fusible longitudinale fixée au support en sa partie centrale, portant les conducteurs électriques à ses extrémités, et dont la géométrie est modifiée lorsqu'elle est soumise à l'une de ses extrémités à un effort supérieur à un effort de seuil Fe lui-même inférieur à l'effort F entralnant la dégradation du support, ainsi que de moyens de fixation de la poutre au support. Les poutres universelles fusibles couramment employées peuvent, schématiquement, être réparties en deux groupes ; le premier de ces groupes correspond à des poutres munies d'une pièce de rupture qui se casse lorsqu'elle est soumise à un effort supérieur à l'effort de seuil Fe de manière à entraîner une diminution quasi instantanée de l'effort agissant sur le support. Le second de ces groupes correspond à des poutres qui se déforment élastiquement sur toute leur longueur, lorsqu'elles sont soumises à un effort inférieur à l'effort de seuil et qui se déforment plastiquement lorsqu'elles sont soumises à un effort égal ou supérieur à cet effort. Ces deux types de poutres permettent, en fait, d'obtenir le même résultat, c'est-à-dire une protection très rapide du support lorsque la charge dépasse une valeur prédéterminée. I1 existe, cependant, de nombreux cas particuliers dans lesquels l'effort exercé sur le support et par suite la poutre universelle, est en fait la résultante de deux efforts situés de part et d'autre du plan vertical passant par leur point d'application. Dans de tels cas particuliers, pour pouvoir connaltre préalablement le comportement de la poutre et donc calculer exactement ses caractéristiques en fonction de l'effet recherché, il est essentiel que celleci se comporte de manière exactement similaire, quelle que soit celle des deux forces mentionnées ci-dessus qui est prédominante, et la direction exacte de cette force. Or, aucun des dispositifs proposés jusqu'à présent n'est susceptible de répondre à cette condition. La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif de protection d'un support du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la poutre universelle fusible est symétrique par rapport à un plan passant par son axe longitudinal et est fixée au support par l'intermédiaire des moyens de fixation de manière à être susceptible de se déplacer par rotation d'un angle K autour d'un axe coincidant avec son axe longitudinal de façon telle que les forces exercées par les conducteurs électriques sur la poutre s'appliquent toujours sur cette dernière approximativement perpendiculairement à son plan de symétrie. Le caractère symétrique de la poutre permet de garantir que son comportement sera identique quel que soit l'effort qui est prédominant. Sa liberté de rotation permet, en supprimant la composante de l'effort située dans le plan de symétrie, de s'assurer que le comportement de la poutre est toujours similaire quelle que soit la direction exacte de cet effort. Bien entendu, différentes configurations de poutre peuvent correspondre aux caractéristioues énoncées ci-dessus-et donc entrent dans le cadre de l'invention. Selon l'une de ces configurations, la poutre universelle fusible est constituée par un profilé métallique en fore de I, par exemple un profilé IPN ou IPE. Bien entendu, cette possibilité n'est mentionnée qu'à titre d'exemple et ne saurait être limitative de l'invention qui peut s'appliquer à des configurations différentes, notamment une poutre constituée par deux profilés en forme de U accolés l'un à l'autre dos à dos et solidarisés par soudure ou boulonnage. Selon une autre caractéristique de l'invention, la poutre est munie, en sa partie centrale, d'au moins une fenêtre découpée pour permettre la mise en place et la fixation de l'axe de rotation. Bien entendu, cette fenêtre est découpée de part et d'autre de l'axe longitudinal de la poutre. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de fixation de la poutre au support comportent au moins une pièce de fixation solidaire du support, cette pièce de fixation étant constituée par une plaque fixée au support directement ou par l'intermédiaire d'une ferrure auxiliaire, ainsi que par au moins deux pattes perpendiculaires à la plaque, situées à une distance correspondant à la largeur de la fenêtre de la poutre dans laquelle elles sont destinées à être introduites, et munies à leurs extrémités de perforations destinées à recevoir l'axe de rotation. Le mode de fixation de la plaque sur le support dépend en fait du type de support ; en effet, dans le cas ou le support est constitué par un poteau en béton, la plaque est fixée directement sur celui-ci par boulonnage dans le cas d'un poteau en bois, il est nécessaire de prévoir une ferrure auxiliaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de fixation de la poutre au support comportent au moins une pièce de fixation solidaire de la poutre, cette pièce de fixation étant constituée par une bande métallique repliée de manière à définir, à ses extrémités, des ailettes destinées à être fixées à la poutre de part et d'autre de la fenêtre par soudure ou par boulonnage, et à sa partie centrale un double coudage en forme de U dont la branche centrale a une largeur correspondant à celle de la fenêtre de la poutre dans laquelle elle est destinée -à être introduite et dont les branches latérales sont munies en un point coin cidant avec l'axe longitudinal de la poutre de perforations destinées à recevoir l'axe de rotation. En quelque sorte, la poutre universelle fusible et le support sont reliés par l'intermédiaire de l'axe de rotation. Bien entendu, pour permettre d'obtenir l'effet recherché, à savoir que la poutre puisse se déplacer par rotation par rapport au support de manière telle que l'effort auquel elle est soumise, s'applique toujours perpendiculairement à son plan de symétrie, il est nécessaire que la pièce de fixation solidaire du support et la pièce de fixation solidaire de la poutre aient des dimensions leur permettant de s'embolter l'une dans l'autre au niveau de la fenêtre de la poutre avec un jeu suffisant pour permettre leur mouvement rotatif autour de l'axe de rotation. Les caractéristiques du dispositif qui fait l'ob- jet de l'invention seront décrites plus en détail en se ré- férant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective de ce dispositif, - la figure 2 est un schéma montrant les forces en presence, - la figure 3 montre une configuration possible de la poutre, - la figure 4 est une vue de détail de la poutre dans la zone de mise en place des organes de fixation, - la figure 5 représente la pièce de fixation solidaire du support, - la figure 6 représente la pièce de fixation solidaire de la poutre. Selon la figure 1, le dispositif objet de l'invention a pour objet d'assurer la protection d'un support 1 représenté en pointillés sur la figure, et plus particulièrement d'un poteau portant des conducteurs électriques qui risque de se dégrader sous l'effet de surcharges accidentelles. Selon l'invention, ce dispositif comporte une poutre universelle fusible 2 d'axe'longitudinal x-x' qui est fixée au support 1 en sa partie centrale par l'intermédiaire de moyens de fixation 5 d'une façon qui sera décrite plus en détail dans la suite de cet exposé, et est munie à ses extrémités de trous 3 destinés à permettre la mise en place de conducteurs électriques. Dans un but de clarté, la longueur de la poutre 2 a été diminuée sur la figure 1. D'une manière classique, pour toutes les poutres universelles fusibles, la géométrie de la poutre 2 se trouve modifiée lorsqu'elle est soumise, à l'une de ses extrémités, à un effort supérieur à un-effort de seuil Fe lui-même inférieur à l'effort entrainant la dégradation du support 1. Selon la figure 2, l'invention concerne plus spécialement le cas dans lequel la poutre 2 doit subir un effort qui est, en fait, la résultante de deux efforts F1 et F2 situés de part et d'autre du plan vertical passant par leur point d'application A. En effet, dans un tel cas, pour pouvoir dimensionner exactement la poutre 2 en fonction de l'effet recherché, et donc des caractéristiques du support, il est nécessaire que son comportement soit toujours le même, quel que soit celui des deux efforts F1 et F2 qui est prédominant et quelle que soit la direction exacte de cet effort. Pour aboutir à un tel résultat, il est nécessaire que la poutre 2 soit symétrique par rapport à un plan Z passant par son axe longitudinal x-x', et que la poutre 2 soit susceptible de se déplacer par rotation d'un angle autour d'un axe 4 coincidant avec son axe longitudinal x-x' symétriquement par rapport à son plan de symétrie Z. En effet, dans ce cas, l'effort F1 ou F2 s'applique toujours perpendiculairement au plan de symétrie de la poutre, la composante de cet effort situé dans ce plan, étant toujours nulle. Bien entendu, selon l'invention diverses configurations sont possibles pour aboutir à ces résultats. Néanmoins, les poutres les plus largement utilisées sont constituées soit par des profilés métalliques en forme de I (figures 1 et 4), soit par deux profilés en forme de U 20 et 20' accolés l'un à l'autre dos à dos et solidarisés par soudure ou boulonnage comme représentés sur la figure 3. Les poutres peuvent, également, comporter des renforts dans leur partie centrale de manière non représentée sur les figures. Selon les figures 1 et 4, la poutre 2 est munie, en sa partie centrale, d'une fenêtre 6 représentée en poin tillés qui est découpée pour permettre la mise en place et la fixation de l'axe de rotation 4, x-x' de la poutre. Selon les figures 1 et 5, es moyens de fixation de la poutre 2 au support 1, comportent une pièce de fixation 7 solidaire du support qui est constituée par une plaque 70 ainsi que par au moins deux pattes 71, 71' qui sont perpendiculaires à la plaque 70 et sont situées à une distance l'une de l'autre correspondant à la largeur 1 de la fenêtre 6. Selon la figure 5, la pièce 7 est, en fait, constituée par une bande métallique repliée en forme de U dont la branche centrale 72 est soudée à la plaque 70 et dont les branches latérales constituent les pattes 71 et 71'. Bien entendu, cette configuration ne doit pas être considérée comme limitative de l'invention. Par ailleurs, la plaque 70 comporte des perforations 73 permettant sa fixation au support 1, soit directement (lorsqu'il s'agît d'un poteau en béton) soit par l'intermédiaire dtune ferrure auxiliaire non représentée (cas d'un poteau en bois). En outre, les pattes 71 et 71' sont munies, à leur extrémité opposée à la plaque 70, de perforations 74 destinées à recevoir l'axe de rotation 4. Selon la figure 6, la pièce de fixation 7 solidaire du support est associée à une pièce de fixation 8 solidaire de la poutre 2. Cette pièce de fixation est constituée par une bande métallique repliée de manière à définir à ses extrémités, des ailettes 80, 801 destinées à être fixées à la poutre 2, de part et d'autre de la fenêtre 6 comme représentées sur la figure 1 et à sa partie centrale un double coudage 81 en forme de U dont la branche centrale 82 a une largeur correspondant à la largeur 1 de la fenêtre 6 de la poutre 2 dans laquelle elle est destinée à être introduite, et dont les branches latérales 83, 83' sont munies, en un point coincidant avec l'axe longitudinal 4, x-x' de la poutre 2, de perforations 84 destinées à recevoir l'axe de rotation 4. Les ailettes 80, 80' peuvent être fixées à la poutre 2, soit par soudure, soit par boulonnage, cas dans lequel elles sont munies de perforations 85. Selon la figure 1, lors du montage du dispositif, la pièce de fixation 7, solidaire du support 4 et la pièce de fixation 8, solidaire de la poutre 2, sont emboîtées l'une dans l'autre, comme représenté sur la figure 1, et sont introduites dans la fenêtre, où elles sont ensuite réunies au moyen de l'axe 4, avec un jeu suffisant pour permettre leur mouvement relatif autour de l'axe de rotation de manière à s'assurer que les forces agissantes F1 et F2 s'appliquent toujours perpendiculairement au plan de symétrie Z de la poutre. REVENDICATIONS 10) Dispositif de protection d'un support et notamment d'un poteau portant des conducteurs électriques risquant de se dégrader lorsqu'il est soumis à un effort supérieur à un effort (F) prédéterminé pour le protéger de l'effet des surcharges accidentelles dues à l'action du vent, de la neige ou du givre, dispositif se composant d'une poutre universelle fusible longitudinale fixée au support en sa partie centrale, portant les conducteurs électriques à ses extrémités et dont la géométrie est modifiée lorsqu'elle est soumise à l'une de ses extrémités- à un effort supérieur à un effort de seuil (Fe) lui-même inférieur à l'effort (F) entrainant la dégradation du support, ainsi que de moyens de fixation de la poutre au support, dispositif caractérisé en ce que la poutre universelle fusible (2) est symétrique par rapport à un plan (Z) passant par son axe longitudinal (x-x') et est fixée au support (1) par l'intermédiaire des moyens de fixation (5) de manière à être susceptible de se déplacer par rotation d'un angle (0 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poutre universelle fusible (2) est constituée par un profilé métallique en forme de I. 30) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poutre universelle fusible (2) est constituée par deux profilés en forme de U (20, 20') accolés l'un à l'autre dos à dos et solidarisés par soudure ou boulonnage. 40) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la poutre (2) est munie, en sa partie centrale, d'au moins une fenêtre (6) découpée pour permettre la mise en place et la fixation de l'axe de rotation (x-x', 4). 50) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de fixation (5) de la poutre (2) au support (1) comportent au moins une pièce de fixation (7) solidaire du support (1), cette pièce de fixation (7) étant constituee par une plaque (70) fixée au support (1) directement ou par l'intermédiaire d'une ferrure auxiliaire ainsi que par au moins deux pattes (71, 71') perpendiculaires à la plaque (70) situées à une distance correspondant à la largeur de la fenêtre (6) de la poutre (2) dans laquelle elles sont destinées à être introduites et munies à leurs extrémités de perforations (74) destinées à recevoir l'axe de rotation (4). 60) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de fixation de la poutre (2) au support (1) comportent au moins une pièce de fixation (8) solidaire de la poutre (2), cette pièce de fixation (8) étant constituée par une bande métallique repliée de manière à définir, à ses extrémités, des ailettes (80, 80') destinées à être fixées à la poutre (2) de part et d'autre de la fenêtre (6) par soudure ou par boulonnage, et à sa partie centrale un double coudage (81) en forme de U dont la branche centrale (82) a une largeur correspondant à celle de la fenêtre (6) de la poutre (2) dans laquelle elle est destinée à être introduite et dont les branches latérales (83, 83') sont munies en un point coincidant avec l'axe longitudinal (x-x') de la poutre (2) de perforations (84) destinées à recevoir l'axe de rotation (4). 70) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la pièce de fixation solidaire (7) du support (1) et la pièce de fixation (8) solidaire de la poutre (2) ont des dimensions leur permettant de s'emboîter l'une dans l'autre au niveau de la fenêtre (6) de la poutre (2) avec un jeu suffisant pour permettre leur mouvement rotatif autour de l'axe de rotation (4).