Brevet FR2636729A1 — publié le 19900323

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR DECLENCHER UNE AVALANCHE La présente invention concerne un procédé pour déclencher une avalanche, dans lequel on provoque une ou plusieurs explosions d'une matière explosive dans une zone prédéterminée où l'on souhaite déclencher l'avalanche. Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé pour déclencher une avalanche, comportant des moyens pour provoquer au moins une explosion d'une matière explosive dans une zone prédéterminée où l'on souhaite déclencher cette avalanche. On connaît bien le système commercialisé sous la dénomination C.A.T.EX. qui se compose de câbles transporteurs d'explosifs pour le déclenchement préventif des avalanches. Ce système transporte par câble des charges de dynamite qui, parvenues au-dessus du couloir d'avalanche à traiter, explosent en provoquant une coulée de neige. Un tir effectué après chaque chute importante de neige permet d'éviter une accumulation qui risque d'être dangereuse. Ce système se compose essentiellement d'un ensemble de pylônes qui supportent une boucle fermée d'un câble transporteur qui passe au-dessus d'un ou de plusieurs couloirs d'avalanches. Une station motrice fixée au sol ou sur un pylône permet d'entraîner ce câble et de transporter un dispositif porteur de la charge explosive au-dessus de l'un des couloirs d'avalanche.Ce dispositif se compose d'un appareil descendeur de charge qui peut être du type descendeur à mèche lente, descendeur à minuterie, descendeur à treuil avec microprocesseur ou descendeur à radio-commande. Dans tous les cas, la charge explosive est amenée à une distance sensiblement constante au-dessus de la surface supérieure de la couche de neige dont on veut provoquer le glissement et explose en engendrant une onde de choc qui se propage dans toutes les directions. En général, la partie de cette onde de choc qui est orientée vers la couche de neige déclenche le déplacement de celle-ci et provoque l'avalanche. Bien que ce système ait démontré son efficacité par les nombreuses installations réalisées au cours des quinze dernières années, il présente cependant plusieurs défauts. L'installation du circuit de câble qui nécessite la mise en place de nombreux pylônes soutenant ce câble est une opération difficile et très coûteuse, ce qui limite fortement les possibilités d'implantation de ce système.Par ailleurs, lors de l'explosion, seule une partie relativement limitée de l'énergie dégagée par la charge agit sur la couche de neige, étant donné que le souffle et l'onde de choc se propagent à la manière d'ondes sphériques dans toutes les directions de l'espace. De ce fait, I'efficacité du sytème est relativement modeste et les charges explosives doivent être importantes au regard des résultats à obtenir. Enfin la manipulation de charges explosives reste une opération dangereuse quelles que soient les précautions prises par les opérateurs. La présente invention se propose de remédier à l'ensemble des inconvénients mentionnés ci-dessus et de mettre à disposition un procédé simple et efficace pour déclencher les avalanches dans tous les sites à protéger. Ce but est atteint par le procédé selon l'invention caractérisé en ce que l'on provoque au moins une explosion d'un mélange de carburant et de comburant gazeux à l'intérieur d'un canon comportant un fond fermé et une bouche frontale et en ce que l'on diffuse le souffle et/ou l'onde de choc provoqués par cette explosion dans ladite zone prédéterminée, au-dessus de la couche de neige à évacuer par ladite avalanche. Selon une forme de réalisation du procédé, on utilise un gaz combustible comme carburant gazeux. Ce gaz combustible est de préférence choisi parmi le groupe de substances comportant l'hydrogène, le tétraine, l'acétylène, le propane, le méthane et un mélange de ces substances, et on peut utiliser de l'oxygène ou de l'ozone comme comburant gazeux.On peut également utiliser de l'air ou de l'air enrichi avec de l'oxygène ou de l'ozone comme comburant gazeux. Dans le procédé selon l'invention, on peut utiliser un mélange gazeux composé de lt6 en volume de propane et de 516 en volume d'oxygène. On effectue avantageusement ce mélange à la pression atmosphérique. On introduit de préférence simultanément le carburant gazeux et le comburant gazeux dans le canon, à travers un dispositif mélangeur agencé pour former un mélange homogène. On provoque avantageusement l'explosion du mélange au moyen d'une étincelle engendrée à l'intérieur du canon, dans une zone disposée à proximité du fond fermé de ce canon. Selon une variante avantageuse, on provoque l'explosion du mélange au moyen d'une étincelle engendrée dans le canon, dans une zone intermédiaire localisée entre le fond fermé et la bouche frontale. Selon un premier mode de réalisation, on prépare le mélange explosif en faisant passer respectivement le gaz carburant et le gaz comburant de sources de ces gaz sous pression à travers des cuves tampon où ils se trouvent à une pression voisine de la pression atmosphérique. Selon un second mode de réalisation,-on prépare le mélange explosif en faisant passer respectivement le gaz carburant et le gaz comburant de sources de ces gaz sous pression à travers des débitmètres pour définir les volumes respectifs des composants. D'une façon avantageuse, on produit l'étincelle au moyen d'un dispositif piézo-électrique. On peut également produire l'étincelle au moyen d'une pierre à briquet actionnée par un mécanisme d'entraînement commandé. Dans ce but également, le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comporte un canon pourvu d'un fond fermé et d'une bouche frontale, ladite bouche étant localisée dans ladite zone prédéterminée, au-dessus de la couche de neige à évacuer par ladite avalanche, des moyens pour remplir ce canon d'un mélange gazeux d'un carburant et d'un comburant et des moyens pour déclencher l'explosion de ce mélange à l'intérieur de ce canon. I'explosion de ce mélange à l'intérieur de ce canon. Le dispositif comporte de préférence au moins un réservoir contenant le carburant et un réservoir contenant le comburant, un premier circuit reliant le réservoir de carburant audit canon, et un second circuit reliant le réservoir de comburant audit canon. Le canon est de préférence équipé de moyens mélangeurs agencés pour assurer l'homogénéité du mélange gazeux dans ce canon. Il comporte également des moyens pour engendrer une étincelle, disposés à proximité de son fond fermé. Lesdits moyens pour engendrer une étincelle peuvent être disposés dans une zone intermédiaire entre son fond fermé et sa boucle frontale. Dans une forme de réalisation préférentielle, le fond du canon fermé est ancré au sol et que sa bouche frontale est orientée vers la surface du manteau neigeux. Ladite bouche frontale du canon est avantageusement équipée de moyens pour assurer la diffusion du souffle et de l'onde de choc provoqués par l'explosion. Selon un mode de réalisation particulièrement commode, lesdits moyens pour diffuser le souffle et l'onde de choc comportent un évasement définissant ladite bouche frontale. Le canon présente de préférence une forme allongée et comporte un rétrécissement progressif de la section en direction de la bouche frontale. Le dispositif d'allumage peut être du type piézo-électrique. II peut également comporter une pierre à briquet, ou un inflammateur électrique d'explosif, ou des électrodes de mise à feu associées à une source de haute tension pour créer un arc entre lesdites électrodes. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'exemples de réalisations et du dessin annexé dans lequel la fig. I représente une vue schématique d'ensemble d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention, la fig. 2 représente une variante du dispositif de la fig. 1, la fig. 3 représente une vue d'une autre forme de réalisation du dispositif de l'invention, la fig. 4 représente une vue schématique d'une variante du dispositif de l'invention telle que représentée par la figure 3, la fig. 5 illustre un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, et la fig. 6 représente une vue schématique d'une autre forme de réalisation de ce dispositif. En référence à la fig. 1, le dispositif représenté se compose essentiellement d'un canon allongé 10 ayant un fond fermé 11 et une bouche frontale 12 ménagée à son extrémité opposée du fond fermé Il. Le canon 10 est fixé à sa base par ancrage dans une construction massive rigide 13 constituée par exemple d'un bloc en béton solidaire de la paroi de la montagne, et au voisinage de son extrémité antérieure par un bras porteur 14 supporté par un bloc d'ancrage 15, par exemple réalisé en béton. Le canon 10 est connecté à un premier circuit 16 qui assure l'amenée de gaz comburant qui est de préférence de l'oxygène provenant de réservoirs 17 d'oxygène liquide et traversant une cuve tampon 18 pouvant être remplacée par un débitmètre et d'autre part à un second circuit 19 de gaz carburant provenant d'une source 20 constituée par exemple par une bouteille de propane ou d'un autre gaz combustible, et traversant une cuve tampon 21 pouvant également être remplacée par un débitmètre. Les deux circuits 16 et 19 débouchent à l'intérieur du canon 10 par des buses d'injection qui sont conçues pour injecter simultanément le gaz carburant et le gaz comburant dans les proportions requises pour obtenir un mélange explosif. Comme le montre la figure, les sources de gaz comburant 17 et carburant 20, ainsi que les cuves tampons 18 et 21 et une unité de commande à distance schématiquement représentée par le boîtier 23, sont avantageusement logées à l'intérieur d'une construction 24 disposée dans un endroit protégé en amont du canon 10. Le canon 10 a, dans cette réalisation, une forme qui se rétrécit en direction de sa bouche frontale. Cette dernière est équipée d'un capuchon déflecteur 25 dont le but consiste à renvoyer le souffle provoqué par l'explosion à l'intérieur du canon en direction du manteau neigeux dont la surface se situe de préférence à quelques mètres en dessous de la bouche frontale de ce canon et de diffuser ce souffle sur une surface aussi large que possible. On notera que la hauteur du bras porteur 14 est calculée de telle manière que la bouche frontale 25 se situe toujours à environ 2 m au-dessus de la surface supérieure du manteau neigeux au moment où on décide d'effectuer un tir pour déclencher une avalanche. Dans l'exemple représenté, I'allumage se fait au moyen d'une bougie d'allumage 26 ou de tout autre dispositif électrique, piézo-électrique, explosif, mécanique etc., susceptible de provoquer une étincelle. Dans cette réalisation, la bougie d'allumage est montée sur le fond fermé 11 du canon 10. Dans ce cas, I'explosion débute dans cette zone et se propage à une vitesse croissante en direction de la bouche frontale 25. Le souffle, provoqué par l'explosion et diffusé par le capuchon déflecteur 25, déstabilise le manteau neigeux et déclenche l'avalanche. Par ailleurs, l'onde de choc due à l'explosion agit sur le bloc d'ancrage 13 et se propage à travers la paroi rocheuse, qui constitue la base de la pente supportant le manteau neigeux que l'on veut détacher, et engendre une fissuration de ce manteau à sa base. Les effets conjugués de l'onde de choc et du souffle sont en général suffisants pour déclencher l'avalanche suite à une explosion. Si une première explosion est insuffisante pour atteindre l'objectif recherché, un nouveau remplissage de la cuve peut être commandé à distance et un second, voire un troisième ou un quatrième tir, pourra être déclenché pour engendrer l'effet recherché. La fig. I décrit un dispositif correspondant à une forme de réalisation avantageuse utilisable dans certains contextes bien définis par le site géographique de leur implantation. De nombreuses variantes peuvent être imaginées en fonction du contexte local d'implantation du système. Les variantes illustrées par les fig. 2 à 6 répondent chacune à certains besoins spécifiques mais respectent toutes le principe de base du dispositif de la fig. 1. La fig. 2 représente un dispositif qui diffère de celui de la fig. 1 par le fait que le canon est réglable en hauteur. A cet effet, le fond fermé 11 de ce canon est posé- sur une assise 30 pivotante, articulée sur un axe fixe 31 porté par un support 32 rendu solidaire du bloc d'ancrage 13. A cet effet également, le bras support 14 du dispositif de la fig. I a été remplacé par un bras télescopique 33 qui est articulé au moyen d'un axe 34 sur une pièce de liaison 35 reliée au canon et par un axe 36 sur une bride 37 solidaire de l'embase ou de la colonne 15. Cette variante permet une implantation du dispositif dans un site où la hauteur de neige peut être variable, la hauteur de l'extrémité frontale du canon 10 se réglant alors au début de la saison hivernale en fonction des hauteurs moyennes du manteau neigeux à l'endroit de l'implantation du dispositif constatées les années précédentes. La fig. 3 représente une autre forme de réalisation du dispositif dans lequel le canon 10 comporte un tronçon cylindrique arrière 40 et un tronçon frontal 41 en forme de coude qui se termine par un déflecteur 42 définissant la bouche frontale 12 de ce canon. Le fond fermé Il du canon 10 est constitué par une plaque de tôle épaisse 43 qui est fixée directement sur le bloc d'ancrage 13 dont la base est, comme précédemment, rendue solidaire du flan de la montagne. Les circuits de remplissage 16 et 19, respectivement associés à des vannes commandées 44 et 45, permettent d'injecter respectivement le gaz comburant et le gaz carburant par un injecteur 22 monté dans la partie arrière du canon 10. Dans cet exemple de réalisation, les moyens d'allumage 46 sont montés dans une partie du canon située approximativement au tiers arrière de sa longueur.Grâce à cette position, I'explosion est initialisée à cet endroit et se propage dans les deux directions, c'est-à-dire vers le fond fermé du canon où elle provoque une onde de choc qui se transmet au bloc d'ancrage 13 et ébranle la base du manteau neigeux, et vers la bouche frontale où elle engendre un souffle qui perturbe le manteau neigeux représenté par la ligne 47, à sa surface dans la zone située en dessous de ladite bouche frontale 12. Le canon est comme précédemment soutenu par un bras 14 fixé sur une colonne ou un bloc-support 15. Dans le cas où l'allumage s'effectue dans la partie centrale du canon, on constate des phénomènes assez complexes de réflexion de l'onde arrière et de double explosion dans la zone ouverte du canon. La fig. 4 illustre une variante du dispositif de la fig. 3 dans laquelle la buse d'injection, disposée à l'arrière du canon 10, a été remplacée par une série de buses d'injection 22 montée à la base du tronçon cylindrique 40 de ce canon. Le dispositif d'allumage 46 a été déplacé vers l'avant, sensiblement à la jonction du tronçon 40 et du coude 41. Cette forme de réalisation permet de renforcer l'onde arrière et de générer une double explosion à l'avant du canon en raison d'une réflexion qui se produit sur le fond fermé 11 du canon. Dans ce cas, ce fond fermé 11 présente une forme arrondie 50 qui permet une meilleure transmission de l'onde de choc au bloc d'ancrage 13 et une bonne réflexion de cette onde vers la bouche frontale du canon. La fig. 5 illustre une autre forme de réalisation dans laquelle le canon 10 présente une forme évasée et une section croissante du fond fermé 11 à la bouche frontale 12. Les circuits d'amenée des gaz comburant 16 et carburant 19 débouchent à l'arrière du canon au niveau du fond fermé qui présente la section la plus faible, et le point d'allumage 60 est disposé au voisinage de ce fond fermé. Dans ce cas, I'explosion se propage de l'arrière vers l'avant pour créer un souffle agissant sur la surface supérieure du manteau neigeux. La fig. 6 illustre une autre forme de réalisation qui constitue en quelque sorte une combinaison entre les réalisations des fig. 3 et 5. Le canon 10 se compose d'un tronçon arrière tronconique 70 qui se rétrécit de l'arrière vers l'avant, un tronçon central 71 de forme tronconique qui s'élargit de l'arrière vers l'avant, un coude 72 qui prolonge le tronçon central 71 et un déflecteur 73 qui définit la bouche frontale 12. Le fond fermé Il du canon 10 est constitué par une plaque de tôle épaisse ou d'acier 74 qui est rendue solidaire du bloc d'ancrage 13. Le remplissage des gaz respectivement carburant et comburant s'effectue au travers d'une buse d'injection 22 connectée aux circuits 16 et 19 par l'intermédiaire de vannes 44 et 45 identiques à celles représentées par la fig. 3. Le dispositif d'allumage 75 est monté à la jonction des deux tronçons 70 et 71. Ce dispositif présente l'avantage d'engendrer une explosion qui se propage dans les deux sens, ce qui a pour effet de provoquer à la fois une action de surface et une action de profondeur sur le manteau neigeux. II est bien évident que la présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisations décrites mais peut subir différentes modifications et se présenter sous diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art. C'est ainsi que le canon unique peut être remplacé par un éventail de canons solidaires d'un même bloc d'ancrage. Par ailleurs la forme et les dimensions du canon peuvent être modifiées en fonction des besoins liés au site. La position du point d'allumage est choisie en fonction des effets que l'on souhaite obtenir. Par ailleurs, le gaz carburant utilisé peut être du propane ou tout autre gaz permettant de réaliser un mélange explosif soit avec de l'oxygène pur, soit avec de l'air, soit avec un mélange d'oxygène et d'air. Revendications I. Procédé pour déclencher une avalanche, dans lequel on provoque une ou plusieurs explosions d'une matière explosive dans une zone prédéterminée où l'on souhaite déclencher l'avalanche, caractérisé en ce que l'on provoque au moins une explosion d'un mélange de carburant et de comburant gazeux à l'intérieur d'un canon comportant un fond fermé et une bouche frontale et en ce que l'on diffuse le souffle et/ou l'onde de choc provoqués par cette explosion dans ladite zone prédéterminée, au-dessus de la couche de neige à évacuer par ladite avalanche. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise un gaz combustible comme carburant gazeux. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le gaz combustible est choisi parmi le groupe de substances comportant l'hydrogène, le tétraine, I'acétylène, le propane, le méthane, et un mélange de ces substances. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise de l'oxygène ou de l'ozone comme comburant gazeux. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme comburant gazeux de l'air ou de l'air enrichi avec de l'oxygène ou de l'ozone. 6. Procédé selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'on utilise un mélange gazeux composé de 1/6 en volume de propane et de 5/6 en volume d'oxygène. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on effectue ce mélange à la pression atmosphérique. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit simultanément le carburant gazeux et le comburant gazeux dans le canon, à travers un dispositif mélangeur agencé pour former un mélange homogène. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on provoque l'explosion du mélange au moyen d'une étincelle engendrée à l'intérieur du canon, dans une zone disposée à proximité du fond fermé de ce canon. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on provoque l'explosion du mélange au moyen d'une étincelle engendrée dans le canon, dans une zone intermédiaire localisée entre le fond fermé et la bouche frontale. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prépare le mélange explosif en faisant passer respectivement le gaz carburant et le gaz comburant de sources de ces gaz sous pression à travers des cuves tampon où ils se trouvent à une pression voisine de la pression atmosphérique. 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prépare le mélange explosif en faisant passer respectivement le gaz carburant et le gaz comburant de sources de ces gaz sous pression à travers des débitmètres pour définir les volumes respectifs des composants. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'on produit l'étincelle au moyen d'un dispositif piézo-électrique. 14. Procédé selon l'une quelconques des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'on produit l'étincelle au moyen d'une pierre à briquet actionnée par un mécanisme d'entraînement commandé. 15. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, comportant des moyens pour provoquer au moins une explosion d'une matière explosive dans une zone prédéterminée où l'on souhaite déclencher l'avalanche, caractérisé en ce qu'il comporte un canon pourvu d'un fond fermé et d'une bouche frontale, ladite bouche étant localisée dans ladite zone prédéterminée, au-dessus de la couche de neige à évacuer par ladite avalanche, des moyens pour remplir ce canon d'un mélange gazeux d'un carburant et d'un comburant et des moyens pour déclencher l'explosion de ce mélange à l'intérieur de ce canon. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un réservoir contenant le carburant et un réservoir contenant le comburant, un premier circuit reliant le réservoir de carburant audit canon, et un second circuit reliant le réservoir de comburant audit canon. 17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le canon est équipé de moyens mélangeurs agencés pour assurer l'homogénéité du mélange gazeux dans ce canon. 18. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le canon comporte des moyens pour engendrer une étincelle, disposés à proximité de son fond fermé. 19. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le canon comporte des moyens pour engendrer une étincelle, disposés dans une zone intermédiaire entre son fond fermé et sa boucle frontale. 20. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que son fond fermé est ancré au sol et que sa bouche frontale est orientée vers la surface du manteau neigeux. 21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que ladite bouche frontale du canon est équipée de moyens pour assurer la diffusion du souffle et de l'onde de choc provoqués par l'explosion. 22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que lesdits moyens pour diffuser le souffle et l'onde de choc comportent un évasement définissant ladite bouche frontale. 23. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le canon présente une forme allongée et comporte un rétrécissement progressif de la section en direction de la bouche frontale. 24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage est du type piézo-électrique. 25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage comporte une pierre à briquet. 26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage comporte un inflammateur électrique d'explosif. 27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage comporte des électrodes de mise à feu associées à une source de haute tension pour créer un arc entre lesdites électrodes.