Brevet FR2640667A1 — publié le 19900622

"Système et construction de protection contre les catastrophes" La présente invention se rapporte à un système et à une construction souterrains de protection contre les catastrophes aptes à offrir un lieu de refuge souterrain provisoire en cas de tremblement de terre ou autre catastrophe analogue en mettant à profit de façon efficace des structures souterraines telles que les scus-sols de bâtiments à plusieurs étages et analogues, et aptes à empêcher de manière efficace la pénétration dans l'espace souterrain des eaux de sources. D'après les prévisions des experts en sismologie. il est hautement probable qu'un tremblement de terre très destructeur se produise dans la région de Tokai au Japon dans un avenir proche. Cependant, des contre-mesures visant à combattre une telle catastropheééventuelle n'ont pas été planifiées de manière adéquate. Par contre, étant donné la forte hausse des prix des terrains, des discussions récentes ont porté sur l'utilisation éventuelle d'espaces souterrains plus profonds en vue de la construction de nombreux types d'installations, dont des abris, Pourtant, certains espaces existants faisant partie de bâtiments à plusieurs étages, de centres commerciaux et de stations de métro ont été construits à des profondeurs souterraines assez importantes. Comme les structures souterraines précitées sont de construction robuste par comparaison avec les installations situées au niveau du sol de manière à pouvoir résister aux tremblements de terre, de nombreuses vies pourraient être sauvées si lesdits espaces'souterrains étaient exploités de manière efficace. Cependant, de nombreuses personnes ont péri par le passé dans des espaces souterrains, surtout par suffocation due aux incendies, à la fumée et à l'empoisonnement de l'air par l'oxyde de carbone, etc. De plus, l'extinction éventuelle des lumières risque de créer une panique entraînant des conséquences graves. Par ailleurs, en cas de tremblement de terre ou catastrophe analogue, la pénétration d'eaux de source est hautement probable, mais il est impossible de prévoir l'endroit ni l'importance de cette pénétration des eaux. En effet, un lieu de refuge sûr tel Qu'un sous-sol ou des espaces souterrains ne pourra être utilisé si des eaux de source y pénètrent. -2- L'invention a pour objet de prévoir un système et une construction de protection souterrains contre les catastrophes aptes à fournir un lieu de refuge souterrain provisoire en cas de tremblement de terre ou catastrophe analogue en mettant à profit de façon efficace des espaces souterrains présents dans des structures telles que les sous-sols de bâtiments à plusieurs étages, des centres commerciaux souterrains, des stations de métro, etc. L'invention a également pour objet de proposer un système et une construction souterrains de protection contre les catastrophes aptes à fournir de l'air comprimé, sous une pression plus élevée qu'au niveau du sol, dans un espace souterrain pour empêcher la pénétration de flammes, de fumées et de gaz toxiques, ainsi que pour fournir un éclairage souterrain en permettant l'exploitation efficace d'un générateur d'énergie électrique autonome qui engendre l'énergie électrique nécessaire au maintien de l'éclairage. L'invention a également pour objet de proposer un système et une construction de protection contre les catastrophes destinés à protéger les personnes contre la pénétration d'eaux de source qui pourrait se produire en cas de catastrophe. Les figures 1 et 2 sont des vues de construction ayant pour but d'illustrer un espace souterrain mettant en oeuvre la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; La figure 4 est une vue représentant, à titre d'exemple, un dispositif de captation de rayons solaires déjà proposé par la présente Demanderesse. La figure 1 est une vue de construction servant à illustrer un mode de réalisation de la présente invention. Tandis que l'exemple de l'invention représenté concerne l'espace souterrain d'un bâtiment élevé, il est entendu que la présente invention ne se limite pas au mode de réalisation représenté et il apparaltra de ce qui suit qu'elle peut être appliquée à toutes sortes d'espaces souterrains, c'est-à-dire à des stations de métro, à des centres commerciaux souterrains, etc. 264066? -3- Sur la figure 1, le numéro 10 désigne un espace souterrain, le numéro 11 un réservoir d'"eau de source" prévu au niveau inférieur, et 12, 13 et 14 désignent des garages de parking souterrain. Il s'agit d'un espace souterrain typique d'un bâtiment à plusieurs étages classique. Le réservoir d'"eau de source" 11 a pour fonction de recueillir de l'eau de source souterraine et il est maintenu habituellement à l'état presque vide en évacuant l'eau constamment par pompage. L'accès du réservoir d'"eau de source" est normalement interdit, ledit accès étant autorisé uniquement en cas de nécessité spéciale, c'est-à-dire que le réservoir est normalement maintenu vide. Des bouteilles 21 renfermant de l'air comprimé (de l'air liquide) sont prévues dans la zone dudit réservoir d'"eau de source"; de plus, des bottiers de commande 22 sont disposés à chaque niveau du parking et une pièce servant à abriter le générateur d'énergie autonome est prévue, éventuellement au plus haut niveau en dessous du niveau de la rue. En cas de tremblement de terre important, il se peut qu'une confusion totale se produise au niveau de la rue en raison de l'effondrement de nombreux bâtiments et de la naissance d'incendies. Par contre, les structures et installations souterraines sont à l'abri de tous les risques sauf celui qui pourrait provenir d'incendies générateurs de fumées et d'autres gaz toxiques qui pourraient être insufflés dans celles-ci depuis le niveau de la rue, ou celui d'une panne de courant totale. A l'heure actuelle, les personnes se réfugiant dans un espace souterrain existant risquent de manquer d'oxygène et/ou de céder facilement à la panique par peur du noir. Etant donné les circonstances précitées, dans le système selon la présente invention, il est prévu que lorsqu'on appuie sur un bouton "de secours" disposé sur l'un des tableaux de commande situés à chacun des niveaux souterrains, toutes les bouteilles d'air comprimé déchargent automatiquement de l'air comprimé qui monte vers le niveau du sol, empêchant ainsi des flammes, fumées et autres gaz toxiques en provenance du niveau de la rue de pénétrer dans les espaces souterrains. Cet écoulement d'air vers l'extérieur est efficace pour la recherche d'une issue sans danger. Lorsque le -4- bouton-poussoir de secours précité ou autre bouton de secours est enfoncé, le générateur d'énergie autonome est commandé pour rétablir l'éclairage dans les espaces souterrains; il fournit également de l'énergie électrique servant à faire fonctionner le système sanitaire et de traitement des eaux usées. Il est préférable que des panneaux de commande soient prévus à tous les niveaux de sous-sols et qu'un garde soit posté au niveau de la rue. Lorsque le bouton d'un quelconque panneau de commande est enfoncé, de l'air comprimé est fourni automatiquement et un programme est activé pour mettre en route le générateur d'électricité autonome. Tandis que, dans le mode de réalisation illustré, plusieurs panneaux de commande sont installés, on appréciera aisément qu'un panneau de commande unique puisse être utilisé et que plusieurs boutons de secours autonomes puissent être disposés à une multiplicité d'endroits. Sur la figure 1, un seul générateur de grande puissance est utilisé, mais l'on pourrait également prévoir, à la place de celui qui est représenté, plusieurs petits générateurs utilisant des moteurs à essence lesquels, en cas de catastrophe, pourraient consommer de l'essence prise des voitures garées au niveau de parking en question. Le but en est double: alimentation en combustible et protection contre les incendies dans la zone de parking. Lorsqu'un tuyau 24 ou élément analogue est plongé dans la terre de la zone du réservoir, de l'eau de source en ressort à travers ledit tuyau. Ce tuyau est muni d'un robinet, qui est habituellement fermé. En cas de besoin, le robinet est ouvert pour permettre d'utiliser l'eau. Des problèmes relatifs à l'alimentation en air, à l'éclairage et à l'alimentation en eau, ainsi qu'au traitement des effluents sanitaires peuvent ainsi être réglés. De plus, selon la présente invention, en plus de l'air nécessaire à la respiration, l'oxygène (02) nécessaire à la commande et au fonctionnement du générateur d'énergie est également obtenu à partir dudit air liquide. Alimenté en air liquide et en huile légère, emmagasinés en vue d'une autonomie de trois jours, le générateur produira de l'énergie électrique et la distribuera aux endroits o elle est requise d'urgence, pour éclairer, par exemple, -5- l'espace souterrain. A partir de chacune des automobiles garées dans les zones de parking souterrain, il sera possible de recueillir une certaine quantité de combustible pour servir à la génération d'énergie. Les automobiles elles-mêmes pourront servir d'espaces d'habitation Individuels offrant la sécurité. Grâce au fait de prévoir de l'éclairage, d'empêcher les décès par suffocation, et en activant des dispositifs d'enregistrement d'informations pour recueillir des informations en temps réel, il est possible de communiquer avec le monde extérieur par l'intermédiatre d'un satellite de communication à l'aide d'un émetteur-récepteur du type à balun qui pourra être préparé à cette fin. La figure 2 est une vue de construction servant à illustrer un autre mode de réalisation de la présente invention. La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. Sur les figures 2 et 3, le numéro 31 désigne la terre (la croûte terrestre), le numéro 32 désigne une plaque métallique de haute conductivité thermique, le numéro 33 désigne un élément de paroi réalisé en béton ou matière analogue, le numéro 34a désigne un réservoir d'air liquide, le numéro 34b désigne des bouteilles d'air liquide, le numéro 35 désigne des tuyauteries, les numéros 36a et 36b désignent des soupapes de sécurité, et les numéros 37 et 38 désignent des réservoirs de décharge d'air liquide. Dans le mode de réalisation concerné, on a prévu dans l'espace souterrain un réservoir d'air liquide 34a et des bouteilles d'air liquide 34b à partir desquels, en cas de tremblement de terre, de l'air liquide est déchargé pour geler l'eau présente dans le sol autour dudit espace souterrain et former ainsi une couche de terre dure capable d'empêcher la pénétration d'eau de source dans l'espace souterrain. Ce mode de réalisation peut être appliqué de préférence à un espace souterrain servant de refuge en cas de catastrophe comme représenté sur la figure 1. C'est-à-dire qu'en cas de tremblement de terre ou catastrophe analogue, les soupapes du réservoir d'air liquide 34a et du réservoir 34b sont ouvertes pour décharger de l'air liquide dans les canalisations 35, l'eau qui se trouve dans le sol environnant -6- étant ainsi gelée. Dans le cas d'une construction pratique, telle que représentée sur la figure 3, un certain nombre de plaques métalliques 32 de conductivité thermique élevée sont disposées de manière à être en contact avec la surface du sol et les canalisations sont disposées le long des parties de raccordement des plaques métalliques. Presque toute l'eau présente dans le sol peut être bloquée par les plaques métalliques 32, mais elle peut pénétrer dans l'espace souterrain à travers les parties de raccordement des plaques métalliques 32. Par conséquent, il est utile de poser les canalisations le long des joints des plaques métalliques comme représenté sur la figure 3. De plus, il est préférable de souder chacune des canalisations 35 aux plaques métalliques (en acier) 32 de sorte que, lorsque de l'air liquide est déchargé dans les canalisations, l'eau présente dans le sol, le long des joints des plaques métalliques, puisse geler rapidement pour empêcher la pénétration de l'eau. Comme la température de l'air liquide refroidi dans les canalisations 35 peut également être communiquée rapidement à la surface du sol à travers les plaques métalliques 32, l'eau présente dans le sol peut être gelée rapidement pour former une barrière de glace (un mur gelé) sur toute la superficie externe des plaques métalliques unies les unes aux autres. Cette barrière de glace sera suffisamment efficace pour empêcher la pénétration d'eaux de source et analogues dans l'espace souterrain. L'air liquide déchargé du réservoir ou des bouteilles dans la canalisation 35, refroidit la zone environnante à travers les parois des canalisations et se vaporise, ce qui entraIne une augmentation de la pression à l'intérieur de la canalisation 35. Lorsque la pression a augmenté jusqu'à une valeur spécifiée, la soupape de sécurité 36a est ouverte pour décharger de l'air de la canalisation dans le réservoir de décharge 37 par l'intermédiaire duquel l'air est fourni à l'espace souterrain sans souffler directement sur une personne ou sur d'autres objets. Tandis que le réservoir 37 est représenté sur la figure 2 comme étant situé au niveau du premier sous-sol, il peut être placé à tout niveau souhaité. Lorsque la pression d'air dans la tuyauterie 35 augmente davantage après l'ouverture de la première 264066? -7-- soupape de sécurité 36a, la seconde soupape de sécurité 36b est actionnée à la pression spécifiée supérieure à la pression d'actionnement de la première soupape de sécurité 36a pour empêcher la pression interne de la canalisation 35 de dépasser la limite de sécurité supérieure. Dans ce cas, de l'air en provenance de la soupape de sécurité 36b est également évacué dans le réservoir de décharge 38 pour éviter un soufflage d'air direct et dangereux. De plus, l'espace souterrain est muni des mêmes installations que celles décrites dans l'art antérieur, par exemple un système d'air comprimé (air liquide), un générateur d'énergie autonome, etc. En outre, une antenne est installée en haut du bâtiment pour permettre de communiquer avec d'autres stations. On comprendra aisément que ledit espace souterrain pourra servir en outre de parking, comme représenté, de locaux de bureaux, de salle de conférence ou à toute autre fin utile. Comme Il ressort de la description qui précède, il est possible, conformément à l'invention, de créer, en cas de catastrophe, un lieu de refuge sûr et peu coûteux en utilisant un espace souterrain capable de s'opposer rapidement et de manière efficace à la pénétration d'eaux de source qui pourraient apparaître en cas de tremblement de terre. De plus, la Demanderesse a déjà proposé un système destiné à focaliser la lumière solaire ou artificielle à travers des lentilles ou analogues, à la guider dans un câble à fibres optiques, et à la transmettre à travers eux jusqu'à tout endroit souhaité auquel les rayons de lumière peuvent servir à l'éclairage ou à d'autres fins telles, par exemple, que l'intensification de la culture de plantes ou l'élevage de poissons. Lesdits dispositifs de captation de rayons solaires ont déjà été mis en oeuvre pour la culture de plantes et l'élevage de poissons dans les soussols de bâtiments, etc. La figure 4 est une vue servant à illustrer un mode de réalisation du dispositif précité de captation de rayons solaires comprenant une capsule protectrice transparente 40, plusieurs lentilles de Fresnel 41, un support de système de lentilles 42, un détecteur 43 de la position du soleil, des fibres optiques ou un 264066? -8- câble à fibres optiques 44 composé de fibres optiques (ci-après dénommées "guides de lumière") ayant des extrémités de réception de lumière réglées sur les points focaux des lentilles de Fresnel, un support 45 pour les fibres optiques ou pour le câble à fibres optiques, un bras 46, un moteur à impulsions 47, un arbre de révolution horizontal 48 destiné à être entralné en rotation par ledit moteur à impulsions 47, une plaque de base 49 servant à maintenir la capsule 40, un moteur à Impulsions 50 et un arbre de révolution vertical 51 destiné à être entralné en rotation par le moteur à impulsions 50. La position du soleil est détectée par le détecteur 43, dont le signal de détection commande le moteur à impulsions 47 de l'arbre horizontal 48 et le moteur à impulsions 50 de l'arbre vertical 51 de manière à orienter le détecteur 43 vers le soleil, la lumière solaire focalisée à travers chaque lentille 41 étant guidée dans le guide de lumière à travers sa surface d'extrémité de réception de lumière réglée sur le point focal de la lentille. Les guides de lumière 44 sont réunis en un faisceau dans un câble 52 de guides de lumière qui peut être amené à tout endroit o la lumière est requise, par exemple à un sous-sol abritant des cultures de plantes ou un élevage de poissons. -- REVENDICATIONS 1. Système de protection contre les catastrophes pour espaces souterrains comprenant un système (21) d'alimentation en air comprimé et un générateur d'énergie autonome installés dans un espace souterrain (10), caractérisé en ce que, en cas de catastrophe, ledit système d'alimentation en air comprimé décharge de l'air comprimé dans un espace souterrain afin de maintenir la pression d'air dans ledit espace à un niveau supérieur à celui de l'atmosphère externe et fournit également de l'air comprimé à un générateur d'énergie autonome lequel, à son tour, brûle un combustible à l'aide de l'air comprimé fourni pour engendrer de l'énergie électrique qui fournit à son tour l'éclairage nécessaire audit espace souterrain. 2. Système de protection contre les catastrophes pour espaces souterrains comprenant une source (34a,34b) d'alimentation en air liquide installée dans un espace souterrain et un système de canalisations (35) posées dans des parois latérales (33) et/ou le sol du fond dudit espace souterrain, caractérisé en ce que, en cas de catastrophe, ladite source d'air liquide décharge l'air liquide dans ledit système de canalisations pour geler ladite paroi latérale et/ou le sol du fond dudit espace souterrain. 3. Construction destinée à la protection contre les catastrophes pour espaces souterrains comprenant une source d'alimentation en air liquide installée dans un espace souterrain ainsi qu'un certain nombre de plaques métalliques conductrices (32) disposées à l'intérieur des parois latérales et/ou sur le dessus du sol de fond, un système de canalisations posées le long des parties de raccordement desdites plaques métalliques et des éléments structuraux constituant les parois latérales et/ou de sol du fond pour recouvrir lesdites plaques métalliques et ledit système de canalisations, caractérisé en ce que, en cas de catastrophe, ladite source d'air liquide décharge l'air liquide dans ledit système de canalisations pour geler la terre autour dudit espace souterrain. 4. Construction destinée à la protection contre les catastrophes pour structure souterraine selon la revendication 3, caractérisée en -10- ce que le système de canalisations est soudé aux plaques métalliques. 5. Construction destinée à la protection contre les catastrophes pour espaces souterrains selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce que le système de canalisations comporte des soupapes de sécurité (36a,36b) reliées chacune à une extrémité à la source d'air liquide et à l'autre extrémité de manière à décharger de l'air des canalisations lorsque la pression interne des canalisations dépasse les valeurs correspondantes spécifiées. 6. Construction de protection contre les catastrophes pour espaces souterrains selon la revendication 5, caractérisée en ce que la source d'air liquide est située au niveau inférieur et que l'extrémité de décharge d'air du système de canalisations est située au niveau supérieur de l'espace souterrain. 7. Construction de protection contre les catastrophes pour espaces souterrains selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce qu'il existe une chambre servant à loger l'extrémité de décharge d'air du système de canalisations et à évacuer ultérieurement l'air déchargé à l'atmosphère extérieure.