Brevet FR2576047A1 — publié le 19860718

"Barrière de protection contre les chutes de pierres avec des câbles d'amarrage susceptibles de glisser dans des organes amortisseurs" L'invention se rapporte a une barrière de protection contre des chutes de pierres sur des terrains en pente, comportant au moins une nappe de filet suivant sensiblement le terrain perpendiculairement à la pente, tenue déployée en hauteur par des montants rigides et retenue au moins vers l'amont par des câbles d'amarrage disposés au droit des montants et reliés à des ancrages, ces câbles comportant des organes amortisseurs aptes à libérer une longueur de câble de réserve en réponse à un effort de traction dépassant une valeur réglée. Les barrières de protection contre les chutes de pierres, constituées d'un grillage ou filet tenu par des poteaux en travers de la trajectoire prévisible de pierres en terrains en pente ont fait l'objet de nombreuses descriptions et réalisations matérielles. La difficulté majeure de ce genre de barrière est le maintien de la protection après l'impact de gros blocs. On comprend en effet qu'il est économiquement irréalisable d'établir, en amont d'emplacements à protéger, des barrières, murs ou consoles capables d'arrêter, en toutes circonstances, les plus gros blocs susceptibles de dévaler les pentes amont, sans que les obstacles de protection n'aient à être révisés. Déjà l'utilisation de filets ou réseau maillés, qui répartissent l'énergie d'impact sur les régions voisines du point d'impact précis, apporte un premier élément de solution. Mais, surtout lorsque l'impact se produit à proximité des poteaux, les efforts résultant de l'impact se concentrent sur le poteau, qui est sollicité en reversement vers l'aval; sous des impacts élevés il se produit un pliage ou une rupture du poteau à proximité de sa base fondée dans le sol. On a prévu d'attacher une nappe de filet sur des poteaux par l'intermédiaire de ressorts, afin de réduire la brutalité des impacts. Cette réduction est toutefois limitée, en raison de la faible élongation possible des ressorts. En outre l'action des ressorts ne provoque pas d'amortissement de l'énergie d'impact, et il peut se produire des rebonds dangereux. La demande de brevet FR-A-2 414 586 décrit une barrière de protection et de sécurité, notamment contre les chutes de pierres, qui comporte un écran de réseau maillé maintenu déployé par des entretoises par rapport auxquelles ce 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. Ces organes de liaison sont des câbles formant haubans, passant à travers des lumières dans la tête et le pied de poteaux qui forment entretoises, et reliés à des ancrages en amont. Ces câbles comportent des dispositifs limiteurs de traction, qui sont susceptibles de laisser filer des portions de câble de réserve entre des mâchoires serrées de façon réglée pour définir un seuil de résistance. Les câbles de rives du réseau maillé d'écran peuvent comporter des limiteurs de traction du même type, convenablement réglés. On comprend que, lors de l'impact d'un gros bloc, les limiteurs de traction cèdent, l'énergie d'impact étant dégradée dans le frottement des câbles dans les limiteurs de traction. L'écran s'écarte des-poteaux de la longueur de hauban cédée, et a tendance à se refermer en poche autour du bloc. En effet, les portions de hauban qui ont coulissé dans-les lumières du poteau autorisent un certain rapprochement des rives. Ce- type de barrière s'est avéré efficace; toutefois certaines imperfections demeurent. Si l'impact d'un gros bloc se produit directement sur un poteau, celui-ci va plier ou se rompre, et la barrière va se coucher vers l'aval, et perdre ainsi toute effiicacit- dans la zone du poteau frappé. Par ailleurs, sous l'effet d'impacts répétés dans une zone localisée le rapprochement des rives de l'écran maillé derrière les blocs accumulés diminue la hauteur efficace de l'écran et risque de former un talus en contrepente, franchissable par des pierres qui dévaleraient la pente ultérieurement. L'invention a pour objectif de pallier ces imperfections et propose à cet effet une barrière de protection contre des chutes de pierres sur des terrains en pente, comportant au moins une nappe de filet suiVant sensiblement le terrain perpendiculairement à la pente, tenue déployée en hauteur par des montants rigides et retenue, au moins vers l'amont par des câbles d'amarrage disposés au droit des montants et reliés à des ancrages, ces câbles comportant des organes amortisseurs aptes à libérer une longueur de câble en réserve en réponse à un effort de traction dépassant une valeur réglée, caractérisée en ce que la nappe étant liée aux montants au moins en points haut et bas, chacun des montants est tenu érigé par un faisceau de haubans liés à un moyen de guide capable de déplacement suivant la pente, un câble d'amarrage avec organe amortisseur étant attelé au moyen de guide pour retenir le montant. Ainsi, quels que soient les emplacements d'impact, ou les effets d'impacts antérieurs, la partie de barrière frappée pourra reculer gâce à la libération de câble par un organe amortisseur, qui absorbera l'énergie d'impact, sans que l'orientation et le déploiement en hauteur de la nappe de filet soient sensiblement altérés. De préférence, le moyen de guide est constitué par une boucle de câble fermée sur elle-même et passant sur des poulies de renvoi aux extrémités amont et aval du moyen de guide, avec un brin porteur o s'attachent les haubans et le pied de montant, et un brin de retour. De préférence également, la barrière est reliée à chacune de ses extrémités par deux tendeurs haut et bas à un câble d'amarrage muni d'un organe amortisseur, les moyens d'ancrage correspondants étant situés sensiblement dans!'alignement de la nappe. Cette disposition maintient sensiblement verticaux les montants, à l'encontre de sollicitations latérales dans la direction générale de la nappe, tout en permettant un certain déplacement des montants dans la direction de la nappe, pour compenser l'effet de déplacement de piquets suivant la pente. En disposition préférée, l'organe amortisseur comprend au moins trois réas avec des gorges adaptées au câble, bloqués à plat entre deux joues, le câble passant en un chemin sinueux défini d'un côté et de l'autre par passage dans des gorges. La raideur du câble a tendance à l'appliquer dans les gorges des réas, qui sont épousées par les sinuosités du câble. Dès lors une traction sur le câble augmente le serrage dans les gorges et donc l'amortissement par frottement du câble dans ces gorges. On remarquera que l'effort de freinage croît avec l'effort de traction, et dépend de la sinuosité du câble dans l'organe amortisseur, de sorte que l'amortissement est plus proche d'un amortissement visqueux que d'un amortissement de frottement entre solide, comme les organes amortisseurs de l'état de la technique, qui sont difficiles à régler à l'origine, et se dérèglent aisément. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lelsquels: - la figure 1 est une vue perspective d'une barrière selon l'invention; - la figure 2A représente un montant de barrière avec son moyen de guide et un moyen amortisseur; - la figure 2B est un détail du pied de montant; - la figure 3A est une vue en plan d'un organe amortisseur selon l'invention; la figure 3B est une vue de profil de l'organe amortisseur; - les figures 4A-4F représentent différents tracés de chemin de câble dans un organe amortisseur. Selon le mode de réalisation représenté figure 1, la barrière de protection selon l'invention comprend une nappe de filet 1, étendue suivant le terrain sensiblement perpendiculairement à la pente, et maintenue déployée en hauteur par des montants 2. Comme on le voit mieux à la figure 2A, la nappe de filet 1 est tenue par ses rives haute et basse sur la tête 2a et le pied 2b du montant 2. Le montant 2 comporte à sa base un sabot 2c susceptible de glisser sur une piste aménagée suivant la pente. Le montant 2 est tenu érigé par deux haubans, 3a vers l'amont et 3b vers l'aval, ces haubans 3a et 3b étant fixés, conjointement avec le pied 2b du montant 2 sur un brin porteur 30 d'une boucle de câble qui se ferme par un brin de retour 31 en passant sur deux poulies 32 en amont et 33 en aval, respectivement fixées à des ancrages 32a et 33a avec des massifs bétonnés dans le terrain, l'ensemble des brins 30 et 31 formant avec les poulies 32 et 33 un guide pour le piquet 2. Bien entendu, les ancrages seront exécutés par une technique adaptée à la nature ou la consistance du terrain. Fréquemment, on utilisera la technique dite du pieu explosé, suivant laquelle un tube de quelques centimètres de diamètre est descendu dans un trou foré de diamètre correspondant, et on fait détoner une charge d'explosif dans le tube pour l'expanser en formant une chambre dans le terrain. La chambre est ensuite remplie de béton,-après qu'on y ait introduit un tirant d'ancrage qui dépasse de l'extrémité du tube au-dessus du terrain. Au point d'attache du hauban amont 3a sur le brin porteur 30 est repris un câble d'amarrage 34, qui passe à travers un organe amortisseur 35 lié à l'ancrage amont 32a. Après sa traversée de l'organe amortisseur 35, le câble 34 forme une ganse de réserve 34a, lâche, dont l'extrémité est prise sur l'ancrage 32a. Comme on le voit mieux sur la figure 2B, le sabot 2c est formé d'une semelle en tôle forte avec des extrémités relevées. Le brin de retour 31 passe à travers un oeillet 31a pratiqué dans le pied 2b du montant 2, et dans des encoches (non référencées) dans les extrémités du sabot 2c. En revenant à la figure 1, on voit que les deux extrémités la et 1h de la nappe 1 se terminent sur des montants 2 qui comportent chacun deux tendeurs, un tendeur haut 36a et un tendeur bas 36b, reliés conjointement à un câble d'amarrage 34, muni d'un organe amortisseur 35, et présentant une ganse de réserve 34a. Ces organes amortisseurs 35 sont fixés à des ancrages respectivement 37a et 37b, situés sensiblement dans l'alignement de la nappe 1. On décrira plus en détail les organes amortisseurs, en référence aux figures 3 et 4. On retiendra déjà que le passage en coulissement du câble 34 sous l'effet d'une traction est freiné par frottement. Sous l'effet d'une traction brutale sur le câble 34, une certaine longueur de la ganse de réserve 34a est cédée à travers l'organe amortisseur 35, avec dissipation de l'énergie de traction par frottement du câble 34 dans l'organe amortisseur 35. A la mise en place de la barrière les câbles 34 sont tendus, avec constitution de ganses de réserve 34a de longueur maximale. La nappe 1 est ainsi disposée, tendue en extrémités la et 1k par les tendeurs 36a et 36b, et tenue en position la plus amont possible, sensiblement perpendiculairement à la pente par les montants 2 maintenus érigés par les haubans 3a et 3b. On aura compris que les extrémités de la nappe la et lb sort situées audela des trajectoires possibles de pierres. Plusieurs nappes peuvent être disposées en succession si la zone dangereuse dépasse en largeur la longueur ' 'une nappe. Lors de l'impact d'un bloc de pierre important en un point quelconque de la nappe 1, entre ses extrémités la et 1b, des efforts sont reportés en tête et pied des montants qui bordent la section de nappe frappée. Ces efforts sont reportés pour l'essentiel pour chaque montant en traction sur le câble 34, par l'intermédiaire du hauban 3a et du brin porteur 30. Accessoirement une partie de l'effort se reporte sur les tendeurs 36a et 36k, et le câble 34 correspondant. Sous l'effet des tractions brutales sur les câbles 34, les organes amortisseurs 35 cèdent une certaine longueur de ganse de réserve 34a. Pour les guides 3, l'allongement de la partie tendue des câbles 34, (prélevé sur la ganse de réserve 34a), se traduit par une descente du brin porteur 30 et une remontée corrélative du brin de retour 31, la descente du brin porteur s'accompagnant d'une descente du montant 2, qui reste toutefois sensiblement parallèle à sa direction d'origine. Bien entendu, la descente des montants 2 qui encadrent l'impact se répercute atténuée sur les autres montants de proche en proche. Les déformations de la nappe 1 consécutives dans la direction de la pente entrainent un certain allongement des parties tendues des câbles 34 reliés aux ancrages 37A et 37b. Si l'impact d'un gros bloc se produit directement sur un montant 2, celuici cédera en descendant vers l'aval; les risques de rupture sont pratiquement éliminés; les déformations de montants seront fortement atténuées. Lors de révisions périodiques, ou après une période de chutes importantes de pierr-s, après enlèvement des pierres retenues, la barrièee pourra généralement être remise en état par une simple remise en place de la nappe, en raccourcissant au m.zximum les parties tendues des câbles 34. L'organe amortisseur 35 représenté aux figures 3A et 3B comprend deux joues plates 351 et 352, entre lesquelles sont bloqués à plat quatre réas 353-356, fixés chacun par deux boulons. Ces quatre réas sont disposés centrés aux sommets d'un carré, dont le côté est sensiblement triple du rayon des réas. Les gorges des réas sont de section semi-circulaire, de même rayon que le câble 34. Une chape d'attelage 350 est disposée dans l'alignement des axes des réas 354 et 356, suivant une diagonale des carrés. Comme représenté plus clairement figure 3A, le câble 34 passe dans l'organe amortisseur suivant un chemin sinueux, défini par le passage dans les gorges des réas successivement 354, 355, 356. Si l'on va de la partie tendue du câble 34 vers la ganse de réserve 34a, en regardant la figure 3A, les réas 354 et 356 sont laissés à droite du câble, tandis que le réa 355 est laissé à gauche, Dans cette disposition le câble 34 embrasse une circonférence de réa sensiblement. En énonçant que le côté du carré, dont les sommets définissent les centres des réas, est sensiblement triple du rayon de ces réas, on entend que le rapport du côté au rayon est compris entre 2,7/1 et 3,4/1, ce qui correspond à une fourchette de + 10% à peu près. On comprendra qu'en réponse à une traction soudaine sur le câble 34 (venant de l'opposé de la chape d'attelage 350), l'inertie et la raideur du câble tendent à retenir par frottement ce câble dans les gorges des réas. Le réa 356 le plus proche de la ganse de réserve 34a ne fait intervenir que cette retenue due à l'inertie et à la raideur. Mais déjà dans la gorge du réa 355, la tension de retenue du réa 356 vient s'ajouter pour serrer le câble dans la gorge (sur un demi-tour) et accentuer la retenue de freinage, dans une action analogue à celle d'un cabestan. L'effet de freinage dans la gorge du réa de tête 354 est également renforcé par le freinage des réas suivants. On ccmprendra que si l'organe amortisseur comprenait moins de trois réas, l'effet de freinage ne serait pas assuré, car le trajet de câble ne serait pas nécessairement sinueux, étant donné qu'on peut toujours faire passer une droite par deux points. Avec trois réas le nombre de chemins distincts est très limité. Mais, comme on va le voir en référence aux figures 4A à 4F, le nombre de chemins distincts rendus possibles par l'utilisation de quatre réas devient important, et la longueur d'arc de gorge embrassé est également distincte. Or, finalement, l'efficacité du freinage croît avec la longueur d'arc embrassé. On notera que l'arc embrassé par le câble sur le réa d'o sort la ganse de réserve ne peut être pris en compte de façon fiable puisque cette ganse de réserve est lâche et de forme peu prévisible. Suivant la figure 4A, le câble passe, depuis la partie tendue jusqu'à la ganse de réserve, sur les réas 354, 355 et 353, l'angle embrassé étant d'environ 315'. Suivant la figure 4B, le câble passe sur les réas 354, 355 et 356, avec un angle embrassé de 270. On remarquera que, bien que la disposition corresponde à celle de la figure 3A, l'orientation quelconque du départ de ganse de réserve réduit l'arc d'embrassement. Suivant la figure 4C, l'ordre des réas est 354, 356, 353, avec un arc embrassé de 270' environ. Suivant la figure 4D, l'ordre est 354, 356, 355.L'angle embrassé est de 180 car ici l'arc embrassé sur le réa de tête 354 est nul, le câble passant du même côté des réas 354 et 356. Suivant la figure 4E, l'ordre est 354, 355, 356, 353, avec un arc embrassé de 360. Suivant la figure 4F, l'ordre est 354, 355, 353, 356, avec un arc embrassé de 495 . On conçoit que cette disposition permet un ajustage de l'effort de freinage aisé, lors du montage de la barrière, ou lors d'une révision. On appréciera que l'efficacité du freinage croit avec l'effort de traction, et que l'effort de freinage, sous l'effet d'une traction déterminée, sera relativement reproductible, à la différence des dispositifs de l'art antérieur o l'effort de freinage est déterminé par le serrage de mâchoires autour du câble, peu progressif, et sujet à déréglage par déformation du cable ou usure des mâchoires. On notera que la progressivité du freinage avec l'effort de traction, et par voie de conséquence avec la vitesse de glissement du câble dans l'organe amortisseur, - confère à cet organe un comportement qui se rapproche d'un amortissement visqueux. La valeur réglée d'effort de traction au-delà de laquelle le câble glisse dans les dispositifs de l'état de la technique ne constitue pas le paramètre essentiel de l'organe amortisseur selon l'invention. Ce que l'on règle par le choix du chemin de câble dans l'organe amortisseur est la valeur d'amortissement. On comprendra que l'invention a été conçue pour la protection contre les chutes de pierres, et a été décrite en relation avec cette application, mais que cependant elle est applicable quand il sera nécessaire de contenir des déplacements incontrôlés d'objets pesants, tels par exemple des grumes, des matériaux de construction, etc... Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, mais en embrasse toutes les variantes d'exécution dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1. Barrière de protection contre les chutes de pierres sur des terrains en pentes, comcportant au moins une nappe de filet (1) suivant sensiblement le terrain perpendiculairement à la pente, tenue déployée en hauteur par des piquets (2) rigides et retenue, au moins vers l'amont par des câbles d'amarrage (34) disposés au droit des piquets (2) et reliés à des ancrages (32a), ces câbles (34) comportant des organes_ amortisseurs (35) aptes à libérer une longueur de cable en réserve (34a) en réponse à un effort de traction dépassant une valeur réglée, caractérisée en ce que la nappe (1) étant liée aux piquets (2) au moins en points haut (2a) et bas (2b), chacun des piquets (2) est tenu érigé par un faisceau (3a, 3b) de haubans liés à un moyen de guide (3) capable de déplacement suivant la pente, un câble d'amarrage (34) avec organe amortisseur (35) étant attelé au moyen de guide (3) pour retenir le piquet. 2. Barrière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de guide (3) est constitué par une boucle de câble (30, 31) fermée sur ellemême et passant sur des poulies (32, 33) de renvoi aux extrémités amont et aval du moyen de guide (3) avec un brin porteur (30) o s'attachent les haubans (3a, 3b) et le pied (2b) de piquet (2), et un brin de retour (31). 3. Barrière selon la revendication 2, caractérisée en ce que le faisceau de haubans comprend deux haubans (3a, 3k) pris en tête (2a) du piquet (2) et liés au brin porteur (30) respectivement en amont et aval du pied (2k) de piquet. 4. Barrière selon une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le piquet (2) est muni à son pied (2b) d'un sabot (2c) apte à glisser sur une piste aménagée suivant la pente du terrain, le brin de retour (31) passant dans un oeillet (31A) ménagé dans le pied (2b) du piquet. 5. Barrière selon une quelconque des revendications 1 aà 4, caractérisée en ce que, a chacune de ses extrémités (la, 1b), elle est reliée par deux tendeurs (36a, 36k) haut et bas, a un câble d'amarrage (34) munii d'un organe amortisseur (35) , les moyens d'ancrage (37,, 37k) correspondants étant situés sensiblement dans l'alignement de la nappe (1). 6. Barrière selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit organe amortisseur (35) comprend au moins trois réas (353-356) avec des gorges adaptées au câble (34), bloqués à plat entre deux joues (351, 352), le câble (35) passant en un chemin sinueux défini d'un côté et de l'autre par passage dans des gorges. 7. Barrière selon la revendication 6, carctérisée en ce que l'organe amortisseur (35) comprend quatre réas (353-356) disposés centrés au sommet d'un carré, le point d'attache (350) de l'organe (35) étant en prolongement d'une diagonale. 8. Barrière selon.la revendication 7, caractérisée en ce que le côté du carré est, avec le rayon des réas, dans un rapport compris entre 2,7/1 et 3,4/1.