Brevet FR2695177A1 — publié le 19940304

La présente invention a pour objet un dispositif d'absorption d'énergie à forte capacité d'allongement, notamment pour freiner ou stopper une charge subite provenant par exemple d'éboulements du type terreux ou bien rocheux. On connaît des dispositifs d'absorption d'énergie pour freiner ou stopper une charge subite qui sont constitués par un élément d'amortissement de forme tubulaire comportant une amorce de déformation de forme circulaire située à l'une des extrémités. L'absorption d'énergie est réalisée par déformation par flambement de l'élément tubulaire. Cette déformation est obtenue grâce à la présence de l'amorce de pliage qui génère la première ondulation, puis les suivantes en fonction de l'énergie à absorber. Ce type de dispositif est de conception simple, mais présente des inconvénients importants. En effet, l'élément tubulaire doit reposer sur un plan horizontal ce qui limite son utilisation à des applications particulières et la course utile correspond sensiblement au deux tiers de la hauteur libre ce qui demande, dans le cas d'une charge importante, une course en rapport et de ce fait une hauteur libre de l'élément tubulaire importante. De plus, la déformation de l'élément tubulaire est relativement anarchique entraînant un manque de régularité au moment de l'absorption de l'énergie. La présente invention a pour but de proposer un dispositif d'absorption d'énergie qui soit simple, fiable et qui permet un amortissement linéairement en rapport avec la charge appliquée et l'allongement de ce dispositif. La présente invention a pour objet un dispositif d'absorption d'énergie à forte capacité d'allongement, caractérisé en ce qu'il est formé par un élément métallique longitudinal comportant, d'une part, une succession de mailles susceptibles d'être déformées plastiquement selon une direction sensiblement perpendiculaire à leur orientation initiale pour s'ouvrir progressivement en fonction de l'effort de traction appliqué et, d'autre part, des moyens d'accrochage, à une extrémité, à un point d'ancrage fixe et-, à l'extrémité opposée, à un point d'ancrage mobile. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les mailles sont formées par une alternance de découpes ménagées dans l'élément longitudinal et de portions pleines, - l'élément métallique longitudinal est formé par une plaque rectangulaire, - les découpes ménagées dans la plaque sont réparties pour former une succession de rangées parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal de ladite plaque, - l'élément métallique longitudinal est formé par un corps creux par exemple cylindrique, - les découpes ménagées dans le corps creux sont réparties pour former une succession de rangées parallèles, chaque rangée comportant plusieurs découpes uniformément réparties et ménageant avec les découpes adjacentes des portions de corps plein. Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en plan d'un premier mode de réalisation du dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention, - les Figs. 2 et 3 sont des vues en plan montrant la déformation progressive du dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention, - la Fig. 4 est une vue partielle en plan d'un second mode de réalisation du dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention, - la Fig. 5 est une vue partielle en plan d'un troisième mode de réalisation du dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention, - la Fig. 6 est une vue en plan d'un quatrième mode de réalisation du dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention, - la Fig. 7 est une vue en plan d'un cinquième mode de réalisation du dispositif d'absorption d'énergie selon l'énergie, - la Fig. 8 est une vue en plan d'un sixième mode de réalisation du dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention, - les Figs. 9 et 10 sont deux vues schématiques en élévation montrant deux possibilités de montage du dispositif d'absorption d'énergie, par exemple pour retenir des éboulements. Le dispositif d'absorption d'énergie 1 à forte capacité d'allongement représenté sur les Figs. 1 à 7, comprend un élément métallique longitudinal par exemple en acier inoxydable qui, dans ce mode de réalisation, est formé par une plaque rectangulaire 10. Cette plaque rectangulaire 10 comporte une succession de mailles A susceptibles d'être déformées plastiquement selon une direction sensiblement perpendiculaire à leur orientation initiale qui est elle même perpendiculaire à l'axe longitudinal X-X de ladite plaque 10. La plaque rectangulaire 10 comporte des moyens d'ancrage 11, à une extrémité, à un point d'ancrage fixe et, à l'extrémité opposée, à un point d'ancrage mobile. Les mailles A sont formées par une alternance de découpes ménagées dans la plaque 10 et de portions pleines. Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig. 1, les découpes 12 sont réparties pour former une succession de rangées parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal X-X de cette plaque 10. Une rangée sur deux comprend une découpe centrale 12a ménageant avec les bords de la plaque 10 des portions 13 de plaque pleine et les autres rangées comprennent deux découpes latérales 12b. Chaque découpe latérale 12b comporte, d'une part, une extrémité ouverte 120b débouchant sur le bord correspondant de la plaque 10 et, d'autre part, une extrémité fermée 121b ménageant avec les découpes 12a et 12b adjacentes des portions 13 de plaque pleine. Comme représenté à la Fig. 1, les extrémités 120a des découpes centrales 12a sont situées sur deux lignes a longitudinales parallèles entre elles et à l'axe longitudinale X-X de la plaque 10. D'autre part, les extrémités fermées 121b des découpes latérales 12b sont également situées sur deux lignes b parallèles entre elles et à l'axe longitudinal X-X de la plaque 10. Les lignes b formées par les extrémités 121b des découpes latérales 12b sont situées entre les lignes a formées par les extrémités 120a des découpes centrales 12a. Selon une variante, les extrémités 121a des découpes centrales 12a et les extrémités fermées 121b des découpes latérales 12b sont situées sur deux lignes longitudinales parallèles entre elles et parallèles à l'axe longitudinal X-X de la plaque 10. Les découpes centrales 12a et les découpes latérales 12b sont de préférence de forme rectangulaire. Les extrémités 120a des découpes centrales 12a et les extrémités fermées 121b des découpes latérales 12b sont formées par des ouvertures 14 semi-circulaires reliant deux côtés opposés de chacune desdites découpes. Comme représenté sur les Fig. 2 et 3, on voit qu'en exerçant une traction à une extrémité de la plaque 10, les découpes 12a et 12b s'ouvrent progressivement et que les mailles A se déforment plastiquement selon une direction perpendiculaire à leur orientation initiale et dans la direction ou s' exerce la traction. Selon un second mode de réalisation représenté à la Fig. 4, les découpes 22 sont réparties pour former une succession de rangées parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal X-X de la plaque 10 Une rangée sur deux comprend au moins deux découpes centrales 22a ménageant entre elles et avec les bords de la plaque 10, des portions 23 de plaque pleine et les autres rangées comprennent au moins une découpe centrale 22c et deux découpes latérales 22b. Chaque découpe latérale 22b comporte, d'une part, une extrémité ouverte 220b débouchant sur le bord correspondant de la plaque 10 et, d'autre part, une extrémité fermée 221b ménageant avec les découpes 22a et 22c adjacentes des portions 23 de plaque pleine. Les extrémités fermées 221b des découpes latérales 22b, les extrémités 220c des découpes centrales 22c situées sur la même rangée que les découpes latérales 22b et les extrémités 220a des découpes centrales 22a sont situées sur des lignes longitudinales, parallèles entre elles et à l'axe longitudinal X-X de la plaque 10. Les découpes centrales 22a et 22c et latérales 22b sont de préférence de forme rectangulaire. Les extrémités 220a et 220c des découpes centrales 22a et 22c et les extrémités fermées 221b des découpes latérales 22b sont formées par des ouvertures 24 semi-circulaires reliées aux deux cotés opposés de chacune desdites découpes. Selon un troisième mode de réalisation représenté à la Fig.5, les découpes 32 ménagées dans la plaque 10 comprennent des découpes centrales 32a en forme de "V", symétriques par rapport à l'axe longitudinal X-X de cette plaque 10 et ménageant avec les bords de ladite plaque 10, une portion 33 de plaque pleine. Les découpes centrales 32a sont disposées alternativement, dans le sens de la longueur de la plaque 10, entre deux découpes latérales 32b parallèles chacune avec une branche des découpes centrales 32a. Chaque découpe latérale 32b comporte, d'une part, une extrémité ouverte 320b débouchant sur le bord correspondant de la plaque 10 et, d'autre part, une extrémité fermée 321b ménageant avec les découpes 32a et 32b adjacentes des portions 33 de plaque pleine. Comme représenté sur la Fig. 5, les extrémités 320a des découpes centrales 32a sont situées sur deux lignes c longitudinales parallèles entre elles et à l'axe longitudinal X-X de la plaque 10. D'autre part, les extrémités fermées 321b des découpes latérales 32b sont également situées sur deux lignes d parallèles entre elles et à l'axe longitudinal X-X de la plaque 10. Les lignes d formées par les extrémités 321b des découpes latérales 32b sont situées entre les lignes c formées par les extrémités 320a des découpes centrales 32a. Selon une variante, les extrémités 320a des découpes centrales 32a et les extrémités 321b des découpes latérales 32b sont situées sur deux lignes longitudinales parallèles entre elles et parallèles à l'axe longitudinal X-X de la plaque 10. Les découpes latérales 32b sont de préférence de forme rectangulaire. Chaque branche des découpes centrales 32a est également de forme rectangulaire. Les extrémités 320a des découpes centrales 32a et les extrémités 321b des découpes latérales 32b sont formées par des ouvertures 34 semi-circulaires reliées aux deux cotés opposés de chacune desdites découpes. Selon un quatrième mode de réalisation représenté à la Fig. 6, les découpes 42 sont réparties pour former une succession de rangées parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal X-X de cette plaque 10. Une rangée sur deux comprend une découpe centrale 42a ménageant avec les bords de la plaque 10 des portions 43 de plaque pleine et les autres rangées comprennent deux découpes latérales 42b. Chaque découpe latérale 42b comporte, d'une part, une extrémité ouverte 420b débouchant sur le bord correspondant de la plaque 10 et, d'autre part, une extrémité fermée 421b ménageant avec les découpes 42a et 42b adjacentes des portions 43 de plaque pleine. Comme représenté à la Fig. 6, les extrémités 420a des découpes centrales 42a et les extrémités fermées 421b des découpes latérales 42b sont situées sur deux diagonales e et f se coupant au centre g de la plaque 10 de façon à définir deux zones C et D de déformation symétrique par rapport audit centre g. Les découpes latérales 42b de chaque zone C et D ont une longueur qui croît vers le centre g de la plaque 10 tandis que les découpes centrales 42a ont une longueur qui décroît vers ledit centre g. Les découpes centrales 42a et les découpes latérales 42b sont de préférence de forme rectangulaire. Les extrémités 420a des découpes centrales 42a et les extrémités fermées 421b des découpes latérales 42b sont formées par des ouvertures 44 semi-circulaires reliées aux deux cotés opposés de chacune des dites découpes. Selon un cinquième mode de réalisation représenté à la Fig. 7, les extrémités fermées 421b des découpes latérales 42b et les extrémités 420a des découpes centrales 42a d'au moins une première série de rangées de découpes adjacentes sont disposées sur deux droites h et i convergeant vers un point 1 situé sur l'axe longitudinal X-X de la plaque 10. Les extrémités fermées 421b des découpes latérales 42b et les extrémités 420a des découpes centrales 42a d'au moins un seconde série de rangées de découpes adjacentes sont disposées sur deux droites j et k convergeant vers ledit point 1 de façon à définir au moins deux zones de déformation E et F asymétriques par rapport au centre de la plaque 10. Selon un sixième mode de réalisation représenté à la Fig. 8, l'élément métallique longitudinal est formé par un corps creux 50, de préférence cylindrique. Ce corps creux 50 comporte également une succession de mailles A susceptibles d'être déformées plastiquement selon une direction sensiblement perpendiculaire à leur orientation initiale qui est elle même perpendiculaire à l'axe longitudinal X-X dudit corps creux. Le corps creux 50 comporte des moyens d'accrochage 51, à une extrémité, à un point d'ancrage fixe et, à l'extrémité opposée, à un point d'ancrage mobile. Les mailles A sont formées par une alternance de découpes 52 ménagées dans le corps creux 50 et de portions pleines 53. Les découpes 52 sont parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal X-X du corps creux 50, les découpes 52 sont réparties pour constituer une succession de rangées (1, 2, 3...n) parallèles. Chaque rangée comporte plusieurs découpes 52 uniformément réparties ménageant avec les découpes adjacentes des portions 53 de corps plein. Comme représenté sur la Fig. 8, les extrémités 520 des découpes 52 des rangées impaires (1, 3, 5...) sont situées sur des génératrices longitudinales a parallèles entre elles et parallèles à l'axe longitudinal X-X du corps creux 50. D'autre part, les extrémités 520 des découpes 52 des rangées paires (2, 4, 6...) sont situées sur des génératrices longitudinales b parallèles entre elles et également parallèles à l'axe longitudinal X-X du corps creux 50. Les génératrices a sont situées entre les génératrices b. Les découpes 52 sont de forme rectangulaire et les extrémités 520 de ces découpes 52 sont formées par des ouvertures 54 semi-circulaires reliant deux côtés opposés de chacune desdites découpes. Des essais ont montré que l'allongement d'un tel dispositif d'absorption d'énergie est de l'ordre de 350% par rapport à l'état initial, tout en restant à l'état plastique du matériau. En fonction de l'énergie à absorber, le dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention est défini en fonction de certains paramètres qui sont notamment l'épaisseur de la plaque ou de la paroi du corps creux, la nature du matériau, les dimensions et le nombre de découpes. Selon un exemple de réalisation, l'épaisseur de la plaque 10 ou de la paroi du corps creux 50 est égale à lOmm. Les découpes ont une longueur de 40mm et une largeur de 3mm et l'ouverture semi-circulaire a un diamètre égal à 5mm. Le dispositif d'absorption selon la présente invention peut être monté verticalement ou horizontalement ou bien incliné dans un plan quelconque. Un tel dispositif d'absorption d'énergie permet de freiner et de stopper une charge subite provenant pas exemple d'éboulements. En effet, les systèmes de retenue des éboulements, comme représentés sur les Figs. 9 et 10, comportent des filets 60 supportés par une structure 62 dont la partie inférieure repose sur le flan d'une colline et dont la partie supérieure est reliée audit flan par des câbles 62. Chaque câble 62 est équipé d'un dispositif d'absorption d'énergie 1 selon la présente invention. Plusieurs dispositifs d'absorption d'énergie 1 peuvent être montés sur le même câble 62 (Fig. 9) ou plusieurs dispositifs d'absorption d'énergie peuvent être disposés en parallèle (Fig.lO). En fonction de la charge supportée par les filets 60, les dispositifs d'absorption d'énergie 1 s'allongent progressivement ce qui permet de freiner et de stopper les éboulements éventuels. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'absorption d'énergie à forte capacité d'allongement, caractérisé en ce qu'il est formé par un élément (10, 50) métallique longitudinal comportant, d'une part, une succession de mailles (A) susceptibles d'être déformées plastiquement selon une direction sensiblement perpendiculaire à leur orientation initiale pour s'ouvrir progressivement en fonction de l'effort de traction appliqué, et d'autre part, des moyens (11, 51) d'accrochage, à une extrémité, à un point d'ancrage fixe et, à l'extrémité opposée, à un point d'ancrage mobile. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les mailles (A) sont formées par une alternance de découpes (12, 22, 32, 42, 52) ménagées dans l'élément longitudinal (10, 50) et de portions pleines (13, 23, 33, 43, 53). 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément métallique longitudinal est formé par une plaque rectangulaire (10). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les découpes (12, 22, 42) ménagées dans la plaque (10) sont réparties pour former une succession de rangées parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal de ladite plaque (10). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une rangée sur deux comprend une découpe centrale (12a, 42a) ménageant, avec les bords de la plaque (10), une portion (13, 43) de plaque pleine et les autres rangées comprennant deux découpes latérales (12b, 42b) comportant chacune, d'une part, une extrémité ouverte (120b, 420b) débouchant sur le bord correspondant de ladite plaque et, d'autre part, une extrémité fermée (121b, 421b) ménageant avec les découpes adjacentes des portions (13, 43) de plaque pleine. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une rangée sur deux comprend au moins deux découpes centrales (22a) ménageant entre elles et avec les bords de la plaque (10) des portions (23) de plaque pleine et les autres rangées comprennant au moins une découpe centrale (22c) et deux découpes latérales (22b) comportant chacune, d'une part, une extrémité ouverte débouchant sur le bord correspondant de ladite plaque et, d'autre part, une extrémité fermée (221b) ménageant avec les découpes (22) adjacentes des portions (23) de plaque pleine. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les découpes (32) ménagées dans la plaque (10) comprennent des découpes centrales (32a) en forme de "V", symétriques par rapport à l'axe longitudinal de cette plaque (10) et ménageant avec les bords de ladite plaque (10) une portion (33) de plaque pleine, lesdites découpes centrales (32a) étant déposées alternativement dans le sens de la longueur de ladite plaque, avec deux découpes latérales (32b) parallèles chacune avec une branche des découpes centrales (32a) et comportant chacune, d'une part, une extrémité ouverte (320b) débouchant sur le bord correspondant de ladite plaque et, d'autre part, une extrémité fermée (321b) ménageant avec les découpes (32) adjacentes des portions (33) de plaque pleine. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et 7, caractérisé en ce que les extrémités (120a, 320a) des découpes centrales (12a, 32a) et les extrémités fermées (121b, 321b) des découpes latérales (12b, 32b) sont situées sur deux lignes longitudinales, parallèles entre elles et à l'axe longitudinal de la plaque (10). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et 7, caractérisé en ce que les extrémités (120a, 320a) des découpes centrales (12a, 32a) sont situées sur deux lignes longitudinales, paralléles et les extrémités fermées (121b, 321b) des découpes latérales (12b, 32b) sont situées sur deux lignes longitudinales, paralèlles, les lignes formées par les extrémités desdites découpes latérales (12b, 32b) étant situées entre les lignes formées par les extrémités desdites découpes centrales (12a, 32a). 10. Dispositif selon la revendications 6, caractérisé en ce que les extrémités fermées (221b) des découpes latérales (22b), les extrémités de la découpe centrale (22c) disposée entre lesdites découpes latérales (22b) et les extrémités (220a) des découpes centrales (22a) sont situées sur des lignes longitudinales, parallèles entre elles et à l'axe longitudinal de la plaque (10). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les extrémités fermées (421b) des découpes latérales (42b) et les extrémités (420a) des découpes centrales (42a) sont situées sur deux diagonales se coupant au centre de la plaque (10) de façon à définir deux zones de déformation symétrique par rapport audit centre. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les extrémités fermées (421b) des découpes latérales (42b) et les extrémités (420a) des découpes centrales (42a) d'au moins une première série de rangées de découpes adjacentes sont diposées sur deux droites convergeant vers un point situé sur l'axe longitudinal de la plaque (10) et les extrémités fermées (421b) des découpes latérales (42b) et les extrémités (420a) des découpes centrales (42A) d'au moins une seconde série de rangées de découpes adjacentes sont disposées sur deux droites convergeant vers ledit point de façon à définir au moins deux zones de déformation asymétrique par rapport au centre de la plaque (10). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités des découpes centrales (12a, 22a, 22c, 32a, 42a) et les extrémités fermées des découpes latérales (12b, 22b, 32b, 42b) sont formées par des ouvertures (14) semi-circulaires reliant deux côtés opposés de chacune desdites découpes. 14. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément métallique longitudinal est formé par un corps creux (50). 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le corps creux (50) est cylindrique. 16. Dispositif selon les revendications 2, 14 ou 15, caractérisé en ce que les découpes (52) formées dans le corps creux (50) sont réparties pour former une succession de rangées parallèles, chaque rangée comportant plusieurs découpes (52) uniformément réparties et ménageant avec les découpes (52) adjacentes des portions (53) de corps plein. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les extrémités (520) des découpes (52) sont situées sur des génératrices longitudinales parallèles, entre elles et à l'axe longitudinal du corps creux (50). 18. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les extrémités (520) des découpes (52) des rangées impaires sont situées sur des génératrices longitudinales, parallèles et les extrémités (520) des découpes (52) des rangées paires sont situées sur des génératrices longitudinales, parallèles, les génératrices des extrémités desdites rangées impaires étant situées entre les génératrices des extrémités desdites rangées paires. 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que les extrémités (520) des découpes (52) sont formées par des ouvertures (54) semi-circulaires reliant deux côtés opposés de chacune desdites découpes. 20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les découpes (12, 22, 32, 42, 52) sont de forme rectangulaire. 21. Utilisation du dispositif d'absorption d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes dans les structures à câbles pour retenir des éboulements.