Brevet FR2658851A1 — publié le 19910830

La présente invention concerne un abri destiné au stockage de matières explosives telles que des munitions, des poudres ou autres explosifs. Il s'agit plus précisément d'un abri du type "igloo à munitions" bien connu des militaires. Dans ces abris, on stocke habituellement des quantités importantes de munitions, pouvant atteindre plusieurs dizaines de tonnes. Dans la technique connue, ces abris comportent habituellement une chambre de stockage comprise entre un plancher, des parois latérales et une voûte supérieure. Ces parois et cette voûte sont fabriquées en béton et ltensemble de l'abri est recouvert d'une levée de terre dont l'épaisseur au sommet de la voûte est de l'ordre d'un mètre. Le rôle de cette terre est entre autres d'absorber une partie de la déflagration en cas d'explosion. Le plancher de l'abri doit se trouver au niveau du sol environnant pour permettre une manutention des matières explosives qui exclut toute possibilité de secousse qui pourrait entraîner une explosion. Dans la construction d'un tel abri, il importe de se prémunir au maximum contre tous les risques d'explosion. Mais il faut aussi envisager l'hypothèse où il se produirait une explosion accidentelle, criminelle ou provoquée par un ennemi. Compte tenu des quantités de matières explosives stockées, une explosion dans l'abri entraîne sa destruction et la propagation d'une onde de choc aux alentours. Cette onde d choc n'est amortie que tres partiellement par la levée de terre qui recouvre l'abri. Ses effets sont néfastes pour les individus et pour les constructions qui se trouvent autour de l'abri à une distance inférieure à une distance d'isolement R. Cette onde de choc est une onde de pression qui se propage radialement autour du point d'explosion. Elle se caractérise en particulier par sa pression de crête qui est la valeur maximum de la pression au niveau du front de l'onde qui se propage. Cette pression de crête décroît avec la distance. La distance d'isolement R pourra être fixée comme égale à la distance au-delà de laquelle la pression de crête est inférieure à une valeur acceptable en cas d'explosion du stock maximum de l'abri. Ces distances d'isolement R, qui peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres, constituent une contrainte gênante pour la construction de ces abris. En effet, les règlements d'urbanisme imposent de les construire dans des zones inoccupées ayant ces dimensions, ce qui devient de plus en plus difficile à trouver, notamment près des grandes villes. De plus, la taille de cette "zone interdite" peut décourager les responsables locaux à autoriser leur construction. Ce problème est d'autant plus contraignant que ces abris sont le plus souvent regroupés les uns près des autres dans ce qu'on appelle un dépôt de munitions. L'invention a pour but de réduire les effets dévastateurs provoqués en cas d'explosion dans ces dépôts et de diminuer leur distance d'isolement pour que leur construction soit davantage compatible avec l'environnement sans entraîner une augmentation exagérée du coût de construction. Cette invention a pour objet un abri destiné au stockage de matières explosives comprenant une chambre de stockage où ces matières sont entreposées. Selon l'invention, cet abri est caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chambre d'expansion située audessous de ladite chambre de stockage et en ce que ces deux chambres sont séparées par un plancher qui, en cas d'explosion, offre une résistance négligeable à la propagation de l'onde de choc produite par l'explosion. Dans l'hypothèse où une explosion se produirait dans l'abri, la propagation de l'onde de choc juste après l'explosion s'effectuerait, grâce à l'invention, de manière sphérique autour du point de l'explosion alors que les abris de la technique antérieure entraîneraient une propagation selon une demi-sphère car le sol, forcément dense, sur lequel sont posées les matières explosives n'est pas un milieu favorable à cette propagation. Pour une énergie d'explosion donnée, la surface du front de l'onde de choc est donc sensiblement augmentée dans le cas de l'abri conforme à l'invention. il en résulte une diminution de la pression de crête. L'invention permet ainsi d'améliorer les conditions de sécurité autour de l'abri et de réduire la distance d'isolement R. D'autres particularités et avantages de cette invention apparaîtront dans la description ci-dessous. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 représente une coupe transversale schématique d'un abri conforme à l'invention, - la figure 2 représente une coupe longitudinale de cet abri, - la figure 3 est une vue en perspective partielle d'un plancher utilisable pour cet abri, - la figure 4 est un graphique qui montre les variations dans le temps de la pression autour de l'abri en cas d'explosion, - la figure 5 représente schématiquement la zone environnant 1 'abri, - la figure 6 représente une coupe transversale d'un autre abri selon l'invention. Sur les figures l et 2, on a représenté un abri 1 selon l'invention. Cet abri l est vu sur la figure 2 en coupe longitudinale prise selon le plan II-II de la figure 1 et sur la figure 1 en coupe transversale prise selon le plan I-I de la figure 2. Des matières explosives 2, qui peuvent être par exemple des munitions, sont entreposées dans une chambre de stockage 3. Cette chambre de stockage 3 est délimitée par une voûte 4 de forme arrondie dans le plan transversal I-I et qui s'étend sur toute la longueur de la chambre 3. Cette voûte 4 peut, sans diminuer l'intérêt de l'invention, être remplacée par une structure en portique traditionnelle. Deux parois verticales 5, 6 (voir figure 2) se dressent aux extrémités de la chambre de stockage 3 dont l'une 6 comporte une ouverture qui forme l'entrée 7 de l'abri. L'ensemble de la chambre de stockage 3, à l'exception de la paroi 6 où se trouve l'entrée 7, peut être recouvert d'une levée de terre 8. Le plancher 20 de la chambre de stockage 3 est horizontal et débouche, au voisinage de l'entrée 7, de plain-pied avec le sol 10 à l'extérieur de l'abri 1. Au-dessous de ce plancher 20 s'étend une chambre d'expansion 21 qui présente un volume au moins du même ordre de grandeur que le volume de la chambre de stockage 3. Cette chambre d'expansion, creusée dans le sol sous la chambre de stockage 3, est délimitée dans sa partie supérieure : par le plancher 20 ; sur les côtés longitudinaux : par des parois en béton 24a, 24b; et aux extrémités de l'abri : par des parois en béton 25, 26. Ces différentes parois en béton 24a, 24b, 25, 26 reposent, à leur base, sur des semelles de fondation en béton 34a, 34b, 35, 36 prévues au fond de la chambre d'expansion 21. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, les parois 24a, 24b se raccordent sans discontinuité sur les côtés de la voûte 4. De même, les parois 25 et 26 se raccordent sans discontinuité sur les parois respectivement 5 et 6 de la chambre de stockage 3 qui sont situées audessus d'elles. Le plancher 20 repose sur des solives 27 qui s'appuient sur des poutres 28. Dans cet exemple, les solives 27 s'étendent dans la direction longitudinale et sont régulièrement espacées entre les poutres 28 qui sont espacées le long de l'abri 1 et qui le traversent de part en part dans la direction transversale. Ces poutres 28 font partie d'éléments de charpente qui comprennent en outre des montants 29 sur lesquels s'appuient les poutres 28. Les montants 29 sont placés contre les parois 24a, 24b où ils se dressent entre les fondations 34a, 34b et les poutres 28. Ces éléments de charpente comprennent aussi des jambes de force 30 qui s'étendent de manière oblique entre les montants 29 et la partie centrale des poutres 28 pour consolider ladite partie centrale des poutres 28. Le plancher 20 est réalisé dans un matériau suffisamment résistant pour permettre les opérations courantes de manutention. il est prévu pour ne pas s'opposer à la propagation de l'onde de choc en cas d'explosion. Ainsi, on peut choisir un matériau qui soit immédiatement détruit en cas d'explosion. Considérant la puissance de cette explosion, on peut utiliser des matériaux usuels et sélectionner l'épaisseur dudit plancher 20. Selon une version préférée de l'invention, le plancher 20 est à claire-voie. il peut par exemple être réalisé à partir d'un caillebotis métallique tel que celui représenté sur la figure 3. Ce caillebotis 40 consiste en un treillis 41 rigide en acier galvanisé ayant une maille d assez petite pour ne pas gêner la manutention et une épaisseur e assez grande pour assurer une rigidité satisfaisante du caillebotis. Les jours 42 assurent la perméabilité du plancher au passage de l'onde de choc. Le fond 22 de la chambre de stockage 21 peut avantageusement être aménagé pour absorber une partie de la déflagration en cas d'explosion. Par exemple, ce fond 22 peut consister en un sol meuble. On peut aussi y disposer des sacs de sable ou encore prévoir que ce fond 22 présente des reliefs. L'abri selon l'invention comporte tous les éléments destinés à la sécurité qu'on rencontre dans les abris classiques : voûte 4, levée de terre 8, plancher 20 au même niveau que le sol 10 à l'extérieur ... En cas d'explosion, 1 invention permet de réduire sensiblement les effets dévastateurs liés à la valeur de la pression de crête de l'onde de choc. En effet, la propagation de cette onde de choc s'effectue de manière sphérique juste après l'explosion car le plancher 20 a été prévu pour ne pas s'opposer à cette propagation.Le mode de propagation initial est donc différent de celui des abris de la technique antérieure où une propagation quasiment hémisphérique résulte de la présence du sol immédiatement au-dessous du point d'explosion car l'indice de propagation des ondes de pression dans le sol est beaucoup plus élevé que dans l'air de sorte que l'onde ne pénètre pratiquement pas dans le sol à l'instant initial. Avec l'abri selon l'invention, la surface sphérique de pression uniforme qui représente le front de l'onde de choc immédiatement après l'explosion est donc sensiblement plus importante. Pour une explosion d'énergie donnée, il en résulte une diminution de la pression de crête. La propagation de l'onde de choc s'accompagne d'une atténuation : la valeur de la pression de crête diminue en l/r3 Si r désigne la distance au point d'explosion. A une distance r donnée de l'abri, la pression de crête aura une valeur P'o sensiblement inférieure à la pression de crête Po qu'on observerait avec un abri de la technique antérieure (voir figure 4). Sur la figure 4, on voit aussi que le premier front de l'onde P'o est suivi quelques instants après d'un second front dont la pression de crête P1 est plus faible.Ce second pic vient de la réflexion de l'onde de choc sur le fond 22 de la chambre d'expansion 21. Le fait d'aménager le fond 22 de cette chambre de sorte qu'il absorbe de l'énergie en cas d'explosion permet d'atténuer l'amplitude Pi de ce second pic de pression. L'invention permet donc de réduire les effets liés à la valeur de la pression de crête en cas d'explosion. Ainsi, pour obtenir des conditions de sécurité données, on pourra se donner, autour de l'abri 1, une distance d'isolement R' plus petite que la distance d'isolement R nécessaire pour les abris connus (voir figure 5). La surface hachurée sur la figure 5 correspond à la zone gagnée pour la construction d'autres installations. Avec un abri conforme à l'invention, on peut estimer en première approximation que la surface du front d'onde de choc sera multipliée par deux, que la pression de crête P'O sera donc de l'ordre de Po/2 et finalement que la distance d'isolement R' sera de l'ordre de R/21/3 = 0,79 R, ce qui correspond à un gain de 37% sur la zone constructible (hachurée sur la figure 5). L'amélioration de la sécurité autour de l'abri est donc très nette. L'invention est d'autant plus avantageuse que sa réalisation est simple et peu coûteuse. La voûte 4 et les différentes parois 5, 6, 24a, 24b, 25, 26 peuvent être construites à partir de panneaux préfabriqués et sans discontinuité à la limite des deux chambres 3, 21. Les éléments de charpente 28, 29, 30 qui soutiennent les parois longitudinales 24a, 24b et le plancher 20 peuvent être d'une seule pièce et facilement installés dans la chambre d'expansion 21. La terre qui a été prélevée pour creuser le trou qui constitue la chambre d'expansion 21 peut être utilisée pour former la levée de terre 8, ce qui crée une économie de transport. Par ailleurs, la chambre d'expansion 21 peut servir à stocker quelques marchandises à condition de veiller à ce que le volume libre de cette chambre 21 soit toujours suffisant. Sur la figure 6, on voit une coupe transversale d'une réalisation préférée de l'invention. Dans cet exemple, les parois longitudinales 24a, 24b de la chambre d'expansion 21 sont inclinées en formant un angle obtus avec la plancher 20 de la chambre de stockage 3. Ces parois longitudinales 24a, 24b s'appuient sur les fondations 34a, 34b disposées en fonction de cet angle et sont raccordées sans discontinuité sur les côtés de la voûte 4. Ces parois peuvent encore être réalisées avec des panneaux préfabriqués. Les éléments de charpente qui soutiennent les solives 27 du plancher 20 comportent une poutre 28 qui s'étend sur la largeur de l'abri et des montants 29, eux aussi inclinés qui soutiennent les parois longitudinales 24a, 24b de la chambre d'expansion 21. Dans cette version de l'invention, on peut généralement se passer des jambes de force 30 qui étaient présentes sur la figure 1. Avec cette forme de réalisation de l'invention, l'effet dévastateur d'une éventuelle explosion autour de l'abri est encore réduit. En effet, une partie de l'onde de choc produite pourra être réfléchie plusieurs fois sur le fond 22 et sur les parois longitudinales 24a, 24b de la chambre d'expansion 21 comme le montrent les flèches a, b, c de la figure 6. Ainsi, la réflexion de l'onde de choc se fera préférentiellement vers le haut et non pas vers les côtés de l'abri, ce qui offre une sécurité plus satisfaisante. Par ailleurs, l'absence des jambes de force 30 laisse un espace plus libre dans la chambre d'expansion 21. L'invention n'est pas limitée aux exemples cidessus décrits. Elle inclut bien entendu tous les types d'abris pour matières explosives et non seulement les "igloos à munitions" ci-dessus, pourvu que ces abris comportent une chambre d'expansion séparée de la chambre de stockage par un plancher qui ne s'oppose pas à l'onde de choc en cas d'explosion. En particulier, on a décrit, en référence aux figures 1, 2 et 6, des abris délimités supérieurement par une voûte 4. Cette voûte 4 peut, sans diminuer l'intérêt de l'invention, être remplacée par un plafond plat supporté par une structure en portique traditionnelle. REVENDICATIONS 1. Abri destiné au stockage de matières explosives (2) comprenant une chambre de stockage (3) où ces matières (2) sont entreposées, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chambre d'expansion (21) située audessous de la chambre de stockage (3) et en ce que ces deux chambres sont séparées par un plancher (20) qui, en cas d'explosion, offre une résistance négligeable à la propagation de l'onde de choc produite par l'explosion. 2. Abri conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de stockage (3) est délimitée, dans sa partie supérieure, par un plafond (4) recouvert de terre, cette terre formant une levée (8) qui recouvre l'ensemble de l'abri à l'exception d'une zone formant l'entrée (7) de l'abri. 3. Abri conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit plancher (20) est sensiblement horizontal et s'étend sensiblement de plainpied avec le sol (10) environnant l'abri. o. Abri conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre d'expansion (21) a un volume du même ordre de grandeur ou supérieur au volume de la chambre de stockage (3). 5. Abri conforme à l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la chambre d'expansion (21) comporte des parois longitudinales (24a, 24b) qui se raccordent continûment aux côtés de la voûte (4). 6. Abri conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la chambre d'expansion (21) comporte des parois transversales (25, 26) qui se raccordent continûment sur des parois (5, 6) de la chambre de stockage (3) situées respectivement au-dessus desdites parois transversales (25, 26). 7. Abri conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les parois latérales (24a, 24b) de la chambre d'expansion (21) forment un angle obtus avec le plancher (20) de la chambre de stockage (3). 8. Abri conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le fond (22) de la chambre d'expansion (21) est adapté pour absorber une partie de l'énergie émise en cas d'explosion. 9. Abri conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que le fond (22) de la chambre d'expansion (21) est constitué d'un sol meuble. 10. Abri conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que des sacs de sable sont disposés au fond (22) de la chambre d'expansion (21). 11. Abri conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que le fond (22) de la chambre d'expansion (21) présente des reliefs. 12. Abri conforme à l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le plancher (20) est à clairevoie. 13. Abri conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que le plancher (20) est réalisé en un caillebotis métallique (40).