Brevet FR2698404A1 — publié le 19940527

La présente invention concerne une échelle notamment réalisée en matériau composite. Dans le domaine industriel, il existe un grand nombre d'échelles qui permettent de changer de niveau. Ces dispositifs sont d'autant plus dépourvus de moyens destinés à assurer-la sécurité de leurs usagers qu'ils sont implantés depuis longtemps. Aujourd'hui1 la réglementation en ce qui concerne la sécurité est de plus en plus contraignante et, dans un premier temps, recommande mais ne tardera pas à imposer de mettre en place des moyens pour assurer la sécurité des utilisateurs des échelles. I1 faudra donc, à moyen terme, équiper toutes les échelles existantes qui en sont dépourvues, de ces moyens. On peut identifier, à l'heure actuelle, deux types de moyens pour protéger de la chute l'utilisateur d'une échelle: la crinoline et le rail. Equiper une échelle existante d'une crinoline ou d'un rail est une opération à réaliser sur le site qui est extrêmement onéreuse quand elle n'est pas impossible (encombrement trop important, impossibilité de fixer correctement la crinoline ou le rail, modification radicale de l'implantation de l'échelle...) tout en offrant un résultat qui ne peut être qu'un compromis. I1 faut mentionner également que la sécurité de l'usager va souvent de pair avec la sécurité des biens ou des lieux auxquels aboutit l'échelle. En effet, une échelle peut conduire à une zone protégée parce qu'elle est dangereuse pour celui, mal informé, qui pourrait y parvenir ou parce qu'elle est le siège de biens qui ne doivent pas être à la disposition de tous. Les moyens utilisés pour réglementer l'accès à une échelle imposent d'abord de limiter à une seule la voie d'utilisation de l'échelle, c'est-à-dire la condamnation de l'accès à sa face en revers. I1 est alors possible de réglementer l'accès à sa face normale d'utilisation qui est en plus celle qui comporte les moyens de protection de l'usager. On comprend que dans la plupart des cas la sécurité des usagers et la réglementation des accès vont ensemble car il faut quasi-obligatoirement condamner toutes les manières d'utiliser une échelle sauf une pour être certain que l'utilisateur ne puisse se servir de l'échelle que dune seule manière l'obligeant à emprunter ou subir les moyens de sécurité qui sont mis en oeuvre avec cette seule manière autorisée d'utiliser l'échelle. La prise en compte de la réglementation de l'accès à une échelle conduit donc, dans la plupart des cas à ne pas pouvoir procéder à toutes les modifications de l'échelle existante et son remplacement devient nécessaire. Enfin, les matériaux des échelles anciennes ne se prêtent pas toujours à la transformation requise. I1 existe donc un besoin d'une échelle conçue de manière rationnelle pour venir en substitution des échelles actuelles qui ne répondent plus ou ne répondront plus dans un avenir proche à la réglementation en vigueur. Cette échelle doit être d'emploi aussi large que possible pour pouvoir satisfaire à toutes les situations se présentant sur le terrain avec un minimum d'adaptation d'éléments standard formant les composants de l'échelle. C'est pourquoi l'invention propose une échelle réalisée en matériaux composites (fibres de renforcement dans une matrice de résine) dont la fabrication par éléments simples en grande série ne pose plus aujourd'hui de difficultés. L'assemblage de ces éléments peut être réalisé soit en usine, soit, de manière préférée entièrement ou partiellement sur le site d'installation. A cet effet, l'invention a donc pour objet une échelle destinée à être une échelle de sécurité et/ou une échelle à réglementation d'accès, comportant une pluralité de barreaux transversaux régulièrement espacés le long de deux montants, dans laquelle chaque montant est un profilé en forme de poutre creuse de section transversale oblongue avec sur chacune de ses faces latérales, au moins une rainure longitudinale destinée à recevoir une clavette de mise en position et de fixation des accessoires de l'échelle. Cette rainure latérale constitue une gorge de clavetage pour tous les accessoires que peut recevoir l'échelle, à savoir, du côté de sa face avant, une crinoline de protection de l'usager et du côté de sa face derrière, des pattes de fixation à une structure de soutien.Cette rainure continue permet de fixer ces accessoires à n'importe quel niveau le long des montants, ce qui est avantageux au moment de la pose pour contourner les obstacles qui peuvent se présenter. Dans un mode de réalisation préféré, la section de chaque montant présente, à chacune de ses extrémités une tête du genre tête de rail, les rainures étant ménagées sur les flancs de chaque tête. Chaque accessoire destiné à équiper l'échelle comporte une partie de fixation en forme d'étrier dont les branches sont suffisamment écartées pour pouvoir coiffer la tête du montant, la face intérieure de chacune dessbranches présentant une rainure identique à celle dont sont pourvues les faces latérales du montant. En particulier, lorsque l'échelle comporte une crinoline de protection, l'extrémité de chacun de ses arceaux horizontaux est pourvue de cet étrier de fixation Le profil intérieur de l'étrier est semblable à celui de la tête du profil d'un montant de sorte que, lorsque l'étrier est claveté sur le montant, sa surface intérieure est écartée de la surface extérieure du montant d'un jeu de valeur constante. Cette disposition est possible car les clavettes interdisent le pivotement de l'étrier par rapport au montant et maintiennent de façon très précise le parallèlisme des deux surfaces en regard. I1 est nécessaire d'obtenir ce résultat pour pouvoir assembler correctement par collage l'étrier sur le montant.En effet, le collage est le mode préféré d'assemblage des composants de l'échelle s'ils sont en matériau composite et l'invention permet d'assurer la régularité de l'épaisseur prédéterminée du film de colle même si l'assemblage est réalisé in-situ dans les conditions précaires d'un chantier. Pour que le montage in-situ de l'échelle soit aisé, chaque arceau de crinoline est constitué d'une barre de faible épaisseur cintrée aux extrémités de laquelle un étrier de fixation est rapporté. Lorsque la barre de faible épaisseur est réalisée en matériau composite, les fibres longitudinales qu'elle comporte sont réparties de manière homogène dans sa section. La crinoline comporte également des éléments verticaux formés par des barres de faible épaisseur, reliées aux arceaux par un dispositif d'assemblage comportant d'une part, deux plaquettes pourvues chacune sur l'une de leurs faces d'éléments de centrage sur la barre qu'elle recouvre, d'éléments d'indexation angulaire mutuelle et d'autre part, au centre, des moyens de compression des plaquettes l'une contre l'autre. De manière avantageuse, chaque barre verticale est tuilée pour présenter une courbure transversale sensiblement identique à la courbure intérieure des arceaux. Ce tuilage, lorsque la barre est réalisée en matériau composite est obtenu directement de fabrication en réalisant une répartition des fibres longitudinales non homogènes dans la section, la densité de fibre étant plus grande au voisinage de la face convexe. Ce tuilage confère à la barre une raideur qui en facilite le stockage et la manutention. L'échelle selon l'invention comporte des pattes arrière de fixation, chacune d'elles étant en forme d'équerre, avec à l'extrémité de lune de ses ailes un étrier de fixation présentant les caractéristiques dimensionnelles décrites ci-dessus. Dans une variante avantageuse, l'extrémité de l'autre aile de chaque patte de fixation est pourvue d'une fente pour la mise en place d'un panneau antieffraction arrière. Par ailleurs, les rainures des étriers des pattes de fixation et des arceaux de crinoline ainsi que celles des montants sont demi-cylindriques, les clavettes étant constituées par des piges engagées légèrement à force dans deux demi-rainures situées en regard l'une de l'autre. En outre, chaque barreau étant tubulaire, la partie centrale de la section de chaque montant comporte un orifice traversant les deux cloisons de la poutre, l'un des orifices étant de section égale à la section extérieure du barreau, l'autre orifice étant de section égale à la section intérieure du barreau, tandis que la fixation de chaque barreau à lun des montants correspondant est assurée par un bouchon à embase introduit à l'extrémité du barreau par l'ouverture correspondante du montant. L'invention comprend enfin un procédé de montage de l'échelle précédente, selon lequel on met d'abord en place in situ des éléments qui la constituent au moyen notamment de clavettes de montage des pattes et de la crinoline sur les montants, de diamètre légèrement inférieur au diamètre des clavettes de fixation définitive, puis on met en place de la colle au niveau des étriers et des noeuds de fixation dont les deux éléments sont ensuite serrés l'un contre l'autre par l'élément central de compression. L'invention sera mieux comprise au cours de la description d'un exemple de réalisation qui en est donné ci-après. I1 sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 est une vue générale de côté de l'échelle selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale de cette échelle, - la figure 3 est une vue de détail de l'assemblage des barreaux, de la crinoline et des pattes de fixation de l'échelle de l'invention, - la figure 4 est une vue en perspective d'un étrier d'assemblage conforme à l'invention, - la figure 5 est une vue d'un noeud d'assemblage d'un arceau horizontal de crinoline et d'un élément vertical de cette dernière. A la figure 1, on a représenté une échelle à crinoline 1 dont un montant latéral 2 est seul visible. A ces montants 2 sont fixés des échelons 3 et des pattes 4 d'attelage de l'échelle à une structure de soutien 5, par exemple une infrastructure de génie civil. A ces montants sont également fixés les arceaux 6 horizontaux d'une crinoline 7. Ces arceaux sont liés à des éléments verticaux 8 au moyen de noeuds d'assemblage 9 qui, comme tous les éléments énoncés ci-dessus, seront décrits en détail en regard des figures suivantes. A la figure 2 on retrouve certains des éléments déjà décrits à la figure précédente, les montants 2, les pattes 4, les barreaux 3 et les éléments verticaux 8 étant représentés en coupe. A la figure 3, le montant 2 est représenté en coupe d'où il ressort qu'il possède la structure d'une poutre creuse. Le matériau qui forme ce montant est un matériau composite fabriqué par tout procédé adéquat (extrusion, pultrusion...) La section de ce montant comporte trois parties, à savoir deux têtes 10 et 11 semblables à des têtes de rail et une partie centrale 12, plus étroite dans laquelle sont implantés les barreaux 3. Chaque tête est limitée latéralement par deux faces latérales 13 et 14 dans lesquelles sont ménagées des rainures 15. Les quatre rainures 15 sont de section demi-circulaire et filent tout le long du montant. La partie médiane du montant est quant à elle, pourvue de place en place, régulièrement espacés, d'orifices 16 et 17 pour recevoir une extrémité de barreau 3.L'orifice 16 qui se trouve du côté intérieur du montant est d'un diamètre (ou plus généralement d'une section si celle-ci n'est pas circulaire) égal à celui extérieur du barreau. En revanche, la section de l'orifice extérieur 17 est égale à celle intérieure du barreau 3 qui est tubulaire. La fixation de chaque extrémité de barreau sur un montant est assurée par un bouchon 18 qui possède une embase 18a et un fût 18b qui pénètre à l'intérieur du barreau tubulaire 3, ce bouchon étant collé d'une part par son embase au montant et, d'autre part, par son fût, à l'intérieur du barreau. On remarque également sur cette figure un étrier 19 de fixation d'un arceau 6 horizontal de crinoline au montant 2. Cet étrier 19 qui est représenté plus en détail à la figure 4, comporte deux branches 20 et 21 dont l'écartement est légèrement supérieur à la distance séparant les faces 13 et 14 de chaque montant. En outre, la surface intérieure de ces branches est creusée d'une rainure 22 et 23 de section demi-circulaire. Quand ces rainures sont placées en regard des rainures correspondantes 15 du montant, la surface 24 du fond de l'étrier est distante de la surface extérieure 25 de la tête du montant d'une valeur constante et uniforme sensiblement égale au jeu séparant chaque aile 20, 21 de l'étrier à la surface en regard 13, 15 du montant 2. La fixation d'un étrier sur un montant passe par la mise en place de clavettes 26 en forme de piges cylindriques. Par ces clavettes, le jeu entre la surface intérieure de l'étrier 19 et la tête 1 est maintenu d'épaisseur uniforme et précise entre les deux pièces, ce qui est une condition importante à satisfaire pour obtenir un film de colle d'épaisseur prédéterminée bien régulière entre les deux pièces qui est le gage d'un bon collage. L'ajustement en position des étriers le long des montants peut s'opérer au moyen de clavettes de montage dont le diamètre est un peu plus réduit que celui des clavettes définitives. On assemble ainsi les constituants de l'échelle et on effectue le repérage de leurs positions relatives, puis on les découple (aisément puisque les clavettes sont de diamètre réduit) pour procéder à l'enduction de colle et à leur assemblage définitif. La figure 4 fait apparaître la partie de l'étrier qui reçoit l'extrémité de l'arceau de crinoline. Cette partie comporte un évidement 27 dont les dimensions sont en profondeur et en largeur, identiques à l'épaisseur et à la largeur de la barre plate 6 qui forme l'arceau. La fixation est réalisée par collage (éventuellement renforcé d'un brochage transversal).Cette barre de faible épaisseur est de préférence réalisée en matériau composite comportant des fibres longitudinales. La patte d'attelage 4 de l'échelle forme une équerre dont une aile porte à l'une de ses extrémités, en une seule pièce, un étrier de fixation 28 qui comporte les mêmes dispositions que celles décrites à propos de l'étrier 19. A l'autre extrémité, la patte 4 comporte une mortaise 29 qui constitue avec l'autre mortaise de la patte symétrique, une glissière pour un panneau 30 de condamnation de l'accès à la partie arrière de l'échelle, au cas où celle-ci serait accessible. La présence d'un tel panneau forme un dispositif anti-effraction pour la zone à laquelle mène l'échelle. La patte 4 est produite par extrusion. Sa longueur, prise le long du montant, peut être variable et, dans le cas où un panneau anti-effraction est mis en place, chaque patte 4 peut être de longueur continue pour former avec le panneau un boîtier fermé derrière l'échelle. La figure 5 est une vue en coupe de la pièce 9 de liaison d'un arceau 6 de crinoline avec un élément vertical 8 (élément filant) de cette crinoline. On remarquera, dans cette vue en coupe, que cet élément 8 est cintré (tuilé) dans le sens transversal. Ce cintrage est obtenu naturellement à la fabrication lorsque la barre est en matériau composite, en distribuant les fibres, dans sa section, de manière non homogène. Si on place au voisinage d'une face plus de fibres qu'au voisinage de l'autre face lors de la polymérisation de la résine, la face la moins chargée subit un retrait plus important que l'autre ce qui conduit au tuilage. Ce tuilage confère au filant 8 une meilleure tenue et un bombé lui permettant d'accommoder grossièrement la courbure de l'arceau. La pièce 9 est en deux parties 31 et 32.La pièce 31 est une plaquette dont une face extérieure est lisse tandis que son autre face comporte deux nervures parallèles 33 espacées de la largeur de l'arceau 6 et un ergot tubulaire 34 dont la longueur en saillie sur la face de la plaquette est supérieure à l'épaisseur de l'arceau 6. L'autre plaquette 32 comporte également deux nervures parallèles 35 pour encadrer l'élément filant 8 et pour coopérer avec les nervures 33 de l'autre plaquette afin de les indexer angulairement l'une par rapport à l'autre lorsqu'elles sont en prise avec les éléments de crinoline. (Les nervures 35 peuvent par exemple se prolonger au-delà des nervures 33 de la plaquette 32 et comporter à ce niveau une partie en saillie s'emboîtant derrière chaque nervure 33). La plaquette 32 comporte elle aussi un ergot tubulaire 36 pour accueillir l'ergot 34.Les éléments de crinoline 6 et 8 sont pourvus d'orifices 37 dont la diamètre est égal à celui extérieur de l'ergot 36. Lorsque l'assemblage est réalisé, l'orifice central de l'ergot 34 est en face d'un orifice 38 ménagé dans la plaquette 32, au fond de l'ergot 36, pour le passage d'un élément de compression de l'assemblage tel qu'un rivet. Au moment de la mise en place des noeuds, avant collage, on peut utiliser des moyens provisoires de maintien des plaquettes lune contre l'autre avec les éléments 6 et 8 entre elles, ces moyens étant introduits dans l'orifice central avec un accouplage et un découplage manuels aisés. Après la réalisation des différents repérages, on défait chaque assemblage pour procéder à la mise en place de la colle et au serrage définitif, par exemple par rivetage, des plaquettes l'une contre l'autre.On peut également prévoir que l'ergot tubulaire 34 soit équipé de moyens d'encliquetage coopérant avec l'ergot 36 pour réaliser le pré-assemblage des éléments 6 et 8. L'espace ainsi clos entre les plaquettes 31 et 32 est ensuite rempli de colle et comprimé par le rivet. Les éléments 6 et 8 seront soit pré-percés en usine, soit percés sur le site de montage. I1 est possible de remplacer l'ergot 34 par une tige sécable pourvue de dents d'encliquetage qui traverse l'orifice 38 pour pouvoir être tirée par l'extérieur jusqu'à créer un encliquetage des dents derrière un épaulement prévu à cet effet dans l'ergot tubulaire 36. La tige peut se rompre à un endroit affaibli lorsqu'un seuil de traction est atteint donc lorsqu'est atteinte une force de compression déterminée des plaquettes 31, 32 l'une contre l'autre. L'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits ci-dessus. Elle s'étend à de nombreux autres accessoires pouvant équiper une échelle. Par exemple l'étrier 19 peut, en étant monté sur la face arrière -des montants et de manière à faire un angle aigu avec le plan de l'échelle (les étriers de crinoline font un angle obtus), constituer un support pour un panneau cintré venant "habiller" la face arrière de l'échelle. Des pièces possédant cet étrier d'assemblage peuvent constituer des supports pour des axes d'articulation de panneaux de condamnation d'accès, d'opercules pivotants pour obturer l'accès supérieur ou inférieur dune crinoline, ou des supports pour des plates-formes coulissantes ou non formant palier de repos ... Enfin on peut prévoir que chaque étrier possède dans sa paroi un orifice d'injection pour la colle à mettre en place dans le jeu entre les pièces à assembler. REVEND I CAT I ONS 1 - Echelle (1) destinée à être une échelle de sécurité et/ou une échelle à réglementation d'accès, comportant une pluralité de barreaux (3) transversaux régulièrement espacés le long de deux montants (2), caractérisée en ce que chaque montant (2) est un profilé en forme de poutre creuse de section transversale oblongue avec sur chacune de ses faces latérales (13,14), au moins une rainure longitudinale (15) destinée à recevoir une clavette (26) de mise en position et de fixation des accessoires de l'échelle. 2 - Echelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section de chaque montant (2) présente, à chacune de ses extrémités une tête (10,11) du genre tête de rail, les rainures (15) étant ménagées sur les flancs (13,14) de chaque tête (10,11). 3 - Echelle selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que, chaque barreau (3) étant tubulaire, la partie centrale (12) de la section de chaque montant (2) comporte un orifice (16,17) traversant les deux cloisons de la poutre, l'un des orifices (17) étant de section égale à la section extérieure du barreau, l'autre (16) orifice étant de section égale à la section intérieure du barreau (3). 4 - Echelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une crinoline (7) de protection fixée aux montants (2) par l'extrémité de chacun de ses arceaux horizontaux (6) qui est pourvue à cet effet d'un étrier (19) de fixation ayant sur la face intérieure de ses deux branches (20,21), une rainure identique (23,24) à celles (15) dont sont pourvues les faces latérales des montants. 5 - Echelle selon la revendication 4, caractérisée en ce que le profil intérieur de l'étrier (19) est semblable à celui de la tête (11) du profil d'un montant (2) de sorte que, lorsque l'étrier est claveté sur le montant, sa surface intérieure (24) est écartée de la surface extérieure (25) du montant d'un jeu de valeur prédéterminée constante. 6 - Echelle selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que chaque arceau (6) de crinoline est constitué d'une barre de faible épaisseur cintrée aux extrémités de laquelle un étrier de fixation (19) est rapporté. 7 - Echelle selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la crinoline (7) comporte des éléments verticaux (8) formés par des barres de faible épaisseur, reliées aux arceaux (6) par un dispositif d'assemblage comportant d'une part, deux plaquettes (31,32) pourvues chacune sur l'une de leurs faces d'éléments de centrage (34,36) des barres qu'elle recouvre, d'éléments d'indexation (33,35) angulaire mutuelle et d'autre part, des moyens de compression des plaquettes l'une contre l'autre. 8 - Echelle selon la revendication 8, caractérisée en ce que chaque barre verticale (8) est tuilée. 9 - Echelle selon la revendication 8 caractérisée en ce que la barre verticale (8) étant en matériau composite, la densité de fibres longitudinales est plus importante du côté de la face convexe que du côté de la face concave. 10 - Echelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des pattes (4) arrière de fixation, chacune d'elles étant en forme d'équerre, avec à l'extrémité de l'une de ses ailes un étrier (28) de fixation ayant sur la face intérieure de ses deux branches, une rainure (22,23) identique à celles (15) dont sont pourvues les faces latérales des montants (2) et un profil intérieur semblable à celui extérieur de la tête du profil d'un montant de sorte que, lorsque l'étrier (28) est claveté sur le montant, sa surface intérieure (24) est écartée de la surface extérieure (25) du montant d'un jeu de valeur constante. 11 - Echelle selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'extrémité de l'autre aile de chaque patte (4) de fixation est pourvue d'une mortaise (29) pour la mise en place d'un panneau anti-effraction arrière. 12 - Echelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les rainures (22,23) des étriers (19,28) des pattes (4) de fixation et des arceaux (6) de crinoline ainsi que celles (15) des montants sont demi-cylindriques, les clavettes (26) étant constituées par des piges engagées légèrement à force dans deux demi-rainures situées en regard l'une de l'autre. 13 - Echelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la fixation de chaque barreau (3) à l'un des montants (2) correspondant est assurée par un bouchon (18) à embase (18a) introduit à l'extrémité du barreau (3) par l'ouverture (17) correspondante du montant. 14 - Echelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la solidarisation des pattes (4) et des arceaux (6) de crinoline aux montants (2) est réalisée par collage des étriers (19,28) bridés sur les montants de même que la solidarisation des arceaux (6) et éléments verticaux (8) de crinoline au niveau des noeuds de liaison. 15 - Procédé de montage d'une échelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une première phase de mise en place in situ des éléments qui la constituent au moyen notamment de clavettes de montage des pattes et de la crinoline sur les montants, de diamètre légèrement inférieur au diamètre des clavettes de fixation définitive, puis une seconde phase au cours de laquelle la colle est mise en place au niveau des étriers qui sont clavetés ensuite de manière définitive et au niveau des noeuds de fixation dont les deux éléments sont ensuite serrés l'un contre l'autre par un élément central de compression.