Brevet FR2665211A1 — publié le 19920131

La présente invention concern ut système anti- sismique,s'opposant aux risques et danger d'écroulement,d'habitations et d'immeubles, face aux effets destructeurs des trem-blements de terre. Le problème posé,le plus important,et le plus urgent a résoudre,est celui de la sécurité des habitants,de la stabilité des constructions habitées,des ouvrages d'art(po@ts,tobogans...),et d'apporter une so -lution plus économique,et adéquate dans la mise en oeuvre des fonda -tions profondes,(semelles filantes ou isolées,piliers,poteaux,puits, paroi verticales,pieux...)et dent le coût important serait diminué,en remplaçant ces types de fondations,et adaptant au système anti-sismique selon l'invention,une fondation compacte,d'un seul bloc,où la base d'ap@ d'appui du système anti-sismique selon l'invention,réduite(la base),à un point de contact-sans liaison,assure une mobilité an- systeme,lui permettant de neutraliser et dtabsorber les effets destructeurs des secousses des tremblements de terre,qui causent de trés nombreuses victimes humaines,animales et dégats materiels. Le systeme anti sy@mique selon l'invention,comporte en première caracté- ristique,une grande sphère,creuse, en acier;cette sphère est en équilibre stable,ou indifférent,selon sa mobilité,dans une cuvette de forme sphérique,ou sur un plan horizontal. Cette grande sphère,interieurement,possède ur lest tres lourd, avec un centre de gravité trés bas,qui en se redressant, fait revenir la sphère à son point initial Sur la sphère,sont posées de puissantes et solides nervures,éposant la surface externe de la sphère;ces nervures, charpentes métalliques,ou bien, éléments massifs selon, sont prévu(es)avec des galets sphériques en acier, tournant librement,à l'interieur d'un réseau d'autres galets de diamètre plus petit. Les nervures renforcées par leurs gousset respectif,reçoivent un plancher conçu et calculé,pour soute-nir les étages succéssifs de l'immeuble,qui,ce derrier n'ettant pas en contact avec le sol,gravite autour de la sphère, tel un anneau,qui est à l'image du- titre de l'invention;tout l'ensemble; lors d'une ou plusieurs secousses sismiques,prend un mouvement de trans -lation dans l'espace,l'ensemble soutenu a distance da sol,par la sphère faiblement mobile sur son bloc de gros béto@,constituant la fondation. (Remarque;pour rendre clair le dessin de le figure 2 ,une seule nervure(13) est représentée en pointillé).. La figure I,représente,en vue coupée,les principales caractéristiques du système anti-sismique,posé sur son plan horizontal,ainsi que la figure 3; la figure 2,représente, coupé diamétralement,vu en plan,le système anti sismique avec d'autres caractéristiques, ainsi que la figure 3,représentée coupée,sur les galets(6),sphériques superieurs. En se référant à ces dessins,le système anti-sismique,comporte,une grande sphère(I),métallique,une autre sphère(2) interne concentrique,les deux sphères solidaires à un lest(3),sa trouvant en dessous du centre sphérique,le lest(3) cuve cylindrique,contenant dans son fond des chapes(4) de plomb ou en fonte, le tomt rempli et recouvett de gros béton;l'espace existant entre les deux parois sphériques,cet espace(5), est réservé pour des croisillons,ou des cellules métalliques,absorbant les forces des galets(6),qui s'appuient sur la surface(I) externe de la grande sphère(I),qui porte l'ensemble. Schématisée en pointillé,une charpente(7) radiale,aboutissant,ou partant d'un noyeau(8) sphérique central;voir sur figure 6 les chapes(4). De puissantes nervures(9),raidies et renforcées par leur gousset(10), respectif,ces nervures sont reliées entre-elles par des arcs(11),réguliers en métal massif,sur lesquels s'appuient aussi,quatre autres nervures(13), l'ensemble conférant une solide structure. Le système anti-sismique,selon l'invention,repose sur une plate-forme(12) circulaire,en acier,scéllée dans son radier(23),en béton armé,la forme de ce radier ayant celle d'un gros bulbe sphérique,ou en tronc de cone. Des réservations(14),######e en extrémité du système sont prévues.sur toute la circonférence de la couronne,porteuse du plancher(15) principal;des réservations(14),pour l@ passage de gaines et conduites d'évacuation(30) des eaux usées;sur le plancher(15),sont prévues d'autres réservations et trémies(16),pour le passage des esoaliers(26)escamotables,de vérins(27) télescopiques,stabilisateurs et amortisseurs d'oscillations; trémies pour cages d'ascenseur(28),reliant les étages au sol,la figure 8,schématise cette descriptiono Les figures 9 et 10,représentent,en vue coupée et en plan,la ouvette(19) partie de sphère en acier,reposant librement,sur des galets(20)et(21),eux aussi en acier,prisonniers et roulant dans une cage(22) commune, scellée dans un gros m-assif(23) en béton armé, constitué par uzr radier. La cuvette (19),est solidement maintenue par des chaînes(24),non tendues et fixées à la cage(22);un joint(25) en caoutchouc-mousse on similaire encercle l'ensemble.La figure(7),schématise,les mouvements de bascule de la sphère(I) et de son lest(3),opposés aux secousses sismiques. Le système anti-sismique,selon l'invention,implique le choix d'une fondation,résistante, simple, de facilité et rapidité de mise en oeuvre du béton coulé,sans coffrate,directement dans l'excavation,dont la forme la plus simple et la plus rationnelle, correspondra à celle que l'on doit donner au radier(23),soit une fondation la plus économique (d'aprés la classifibation du terrain et du sol,un drainage par gros moellons,ou puisard peuvent etre imposés). Lors de la mise en oeuvre du radier(23),on procède à la pose,et au scellement parfaitement de niveau,dans le béton frais, de la cage(22) avec ses galets(20)et(21),sur lesquels,la cuvette(19) s'appuis,maintenue par des tronçons de- grosses chaînes(24),ceci est la première phase de la réa -lisation. (Remarque;il y a autant de chaines,qu'il y a de gros galets(20 ). La phase suivante du mode de réalisationrest la construction,sur place par éléments, assemblés respectivement entre-eux;successivement,sur la calote sphérique(19),on construit le système anti-sismique,selon l'in -vention,par sa stucture métallique, dans une coordination de ses parties référencées à ses éléments principaux,tels,au départ une partie de la grande sphère(1), la mise en place des chapes(4) en plomb ou fonte,de la cuve(3),ensuite remplie de son lest;;vient la réalisation des autres éléments liés entre-eux,telles la sphère(2) interne,le charpente à croi sillons,ou cellules,dans l'espace(5),charpente radiale(7),et la petite sphère(8) centrale. La dernière phase,pour la réalisation,est la mise en place des nervures(9) et (13),avec leurs gros galets(6) sphériques,pré-montés dans leur logement respectif,le montage des éléments, se fait a partir des quatre nervures(95 ayant leur gousset(10) curviligne,en reliant l'ensemble,avec les aros(11), le tout solidement structuré,par l'ossature circulaire du plancher (i 5); ; les nervures(9) et (13),sont prévues et fabriquées,chacune,en deux ou trois tronçons,ou plusieurs tronçons selon,qui avec leurs point d'arti -culation,permet le transport avec un encombrement réduit,et facilite le montage,en déployant les tronçons des nervures(9) et (13),à l'aide de cables,poulies,actionnés par un treuil,l'ensemble de la structure nervurée,est vér@uillé au sommet et ses divers points d'articulation. Les aros(II),peuvent aussi,etre réalisés en deux ou plusieurs éléments. Le système anti-sismique,selon l'invention,peut aussi etre appliqué indus -triellement dans la construction,des ponts,tobogans,et autres ouvrages... La figure 4 et la figure 5,représentent respectivement les vues coupées sur le dispositif de roulement,s'appuyant sur la sphère(1),dispositif identique,prévu,à chacune des nervures,(9) et (13). se se référant à ces dessins 4 et 5,le dispositif comporte un galet sphèrique(6) planetaire,placé à l'interieur de ses galets sphériques(17), satellites,ces derniers retenus,mais mobiles dans leur cage(18)commune, l'ensemble,pris dans la nervure considerée. a 5 figure 6 représente,l'ensemble du- système anti-sismique selon l'invention;initialement,la sphère(1),a son point d'appui K,au centre de la cuvette(19),en équilibre,avec toute la masse de la srtucture qu'elle supporte,immeuble cornpris,au dessus du sol. Pour centrer,d'éventuels moments de force,(CHARGES D'EXPLOITATION,SUR CHARGE(NEIGE),ou action du vent,qui pouraient impliquer qeulques legers mouvements d'oscillation à l'ensemble,de puissants vérins(27) télesco -piques,hydrauliques,en contact avec le sol,assurent et procèdent à un équilibre parfait du système anti-sismique selon l'invention,et de l'immeuble porté. Lors d'une secousse,ou de plusieurs secousses sismiques,plus ou moins violentes,la grande sphère(I) porteuse,accuse un mouvement de bascule, dont l'amplitude de l'oscillation est inversement proportionnelle,à l'intensité des secousses sismiques,et la sphère(I),et tout ce qu'elle porte,ont un amortissement tres rapide des oscillations. Sur les dessins,référencés,aux figures,1,2,6,7,11,les flèches avec leur indice" S ",indiquent le sens de la "secousse sismique",simultanément opposéé au mouvement de la grande sphère et de son ensemble porté;les mouvements de sens opposé aux secousses sismiques, sont représentés par des flèches, droites et courbes respectives d'indice"O". La figure 7 schématise une des caractéristiques principales,du système anti-sismique;la sphère(I),avec son lest(3),dont la base d'appui se réduit en uzr point K,commun à (I) et(3),et à la calotte(19)sphèrique;les mouvements de bascule,suivant les flèches courbes d'indice" O ",sont représentés éxagérés,pour figurer clairement les sens opposés des secours -ses sismiques d'indice" S ",qui,"imagées",sur la figure 7 auraient des impulsions dont les fréquences seraient trés inferieures à celles des véritables secousses des tremblements de terre; dans la réalité c'est le contraire qui va se produire,entre la croupe terrestre qui possède des impulsions violentes aux fréquences élevées(c'est l'osoillateur exoitateur)et le système anti-sismique et l'immeuble(oscillateur résonateur); la description suivante expose le fonctionnement. Dans la description,page 4,ligne 26,référencée à la figure 7,dans ce cas de figure"imagée,les mouvements de bascule,alternés et successifs de la sphère(I),et de son lest(3),ont mème fréquence que celles des secous -ses sismiques;dans ce cas treés rare mais qui n'est pas exolus,l'inertie du système anti-sismique et de l'immeuble,étant trés négligeable,l'ensem -ble,se déplace lentement,sur le fond inourvé,de la ouvette(19),et le lest(3) treks lourd avec ses chapes(4) de plomb,ou en fonte, avec le plancher (15),en dessous du centre de gravité trés bas,les amplitudes de mou veinent de bascule de la sphère(I) sont contrariés, freinés et amortis par le lest(3)dans ce cas,sur son plan(12) horizontal,ou sur sa calotte (19) sphérique,quels que soient les mouvements,et quelles que soient les directions et intensités des secousses;l'ensemble raste pratiquement,trés pres de son point d'appui" K 17,et reprend sa position et place initiales, des la fin des secousses sismiques,sur (19),ou sur son plan horizontal(12), selon.Le système anti-sismique et sa charge,restant ainsi pratiquement e2r meme emplacement, les vérins hydrauliques(27) et telescopiques,rasant le sol, assurent l'équilibre total de la couronne-anneau de l'immeuble. le système anti-sismique est pourvu d'un détecteur ultra sensible de chocs et secousses sismiques,ce détecteur déclanche immédiatement,la remontée partielle des vérins(27),des escaliers(26),escamotables,et des cages d'ascenseur(28),ce fonctionnement est executé à partir d'un ordinateur programmé,sur les intensités des secousses sismiques. Comme décrit,page4,ligne 18 à 21,lorsque le tremblement de terre est de grande intensité,inversement la sphère(I) bascule faiblement,quasiment sur place,sur sa calotte(19),qui elle aussi,sur ses galets(20),et (21), absorbe les sescousses sismiques;c'est la sphère(I),qui a tendance a rouler,sur les galets(6) des nervures(! et (13),ces dernières,sup- -portent le plancher(15),horizontalement avec l'immeuble,l'ensemble sta -bilisé par le lest(3),prend un mouvement simultané,de translations horizontales et verticales,seuls les puissants vérins(27) munis à leur base de roues à enveloppe en caoutchouc ou similaire,rasent le sol,et assurent l'équilibre. Ainsi,une solution peut etre apporté par le système anti-sismique,selon l'invention,qui peut supprimer les résonances provoquées par les tre- -pidations et vibrations,lors d'un tremblement de terre. Toutes les arrivées d'eau,éléctricité,gaz,et les sorties d'eaux usées, sont prévues par des gaines et canalisations spéciales extansibles, souples,résitantes, dans les réservations,(14),(30),(31),(32);Le système anti-sismique,selon l'invention,est prévu,pour se protéger et protéger les habitations,les ponts,tobogans,et autres ouvrages,des tremblements de terre. REVENDICATIONS 1)Système anti-sismique,s'opposant aux risques et dangers d'écroulement d'habitations et d'immeubles,lors des tremblements de terre,caractérisé en ce qu'il comporte,une grande sphère(I),une ouve(3),cylindrique,avec son lest(4),des nervures(9),et des nervures(13),avec leurs galets(6) sphériques,respectifs,des goussets(10) solidaires aux nervures,supportant un plancher(15) principal,une base d'appui(12),ou selon,une calotte(19) sphérique,et des arcs(11) de liaison. 2) Système anti-sismique,selon la revendication 1,caractérisé en ce que, interieurement et concentriquement à la sphère (I),est prévue une autre sphère(2),avec un espace (5),à croisillons métalliques,ou cellules,une charpente(7) radiale,convergeant à une sphère (8) centrée,aux deux sphères (I) et (a). 3) Système anti-sismique,selon la revendication I,caracterisé en ce que, la ouve(3),contient en son fond un lest(4) ,constitué par des chapes de plomb ou en fonte ,la cuve (3),remplie de béton. 4) Système anti-sismique,selon la revendication 1,caractérisé en ce que, les nervures(9) et (13),possèdent des galets(6) planétaires,chaque galet planétaire,entouré de ses galets satellites(17),dans leur cage(18). 5)Système anti-sismique,selon la revendication 1,caractérisé en ce que,sur le plancher(15),sont réserves des trémies(16) et passages divers,tels (14),(30) des eaux usées,et arrivées d'électricité(31),eau et gaz(32). 6) Système anti- sismique selon la revendication 5,caractérisé en ce que les trémies réserv@nt le passage,à des escaliers(26) escamotables,et à des vérins hydrauliques(27),et à des cages d'ascenseur(28). (7) Système anti-sismique,selon la revendication 6,caractérisé par un détec -teur de secousses et vibrations sismiques,qui par un dispositif élec -tronique,commande les escaliers(26),les vérins(27),et les cages d'asc -enseur(28). 8) Système anti-sismique selon la revendication 1,caractérisé par une plate -forme(12) en acier,seellée sur son radier(23) en béton armé. 9) Système anti-sismique,selon la revendi-cation 1,caractérisé par une calotte sphérique(19),en acier,mo@ile,sur ses galets(20),sphériques,et des galets(21) sphériques,de diamètre inferieur,ces galets,(20) et (21), mobiles dans leur cage(22),commune,soellée dans son radier(23) en béton armé. I0) Système anti-sismique selon la revendication I,ou la revendication 9, caractérisé,en ce que la calotte sphérique (19),est retenue par des chaines(24),fixées à la cage(22);un joint(25) circulaire,protège le dispositif interne.