Brevet FR2707435A1 — publié le 19950113

Dispositif d'ancrage pour câble aérien autoDorté. L'invention concerne les dispositifs d'ancrages pour les câbles autoportés, qui sont généralement des câbles aériens suspendus à des pylônes ou à des poteaux. L'invention s'applique tout particulièrement au cas des câbles autoportés non entièrement métalliques ou totalement non métalliques, et plus spécifiquement aux câbles à fibres optiques, qui sont les plus fragiles et nécessitent de prendre le maximum de précautions. Cette application n'est cependant pas limitative de l'invention qui, comme on le comprendra, peut être également utilisée pour la suspension de câbles métalliques traditionnels (câbles de transport d'énergie et leurs câbles de garde). Le dispositif d'ancrage est la pièce qui permet de relier le câble à chaque bras du pylône afin d'assurer sa suspension. Son rôle est de supporter les efforts considérables de traction exercés sur le câble dus au poids de celui-ci et à la tension exercée par des sollicitations extérieures (vent, notamment), en faisant en sorte que ces efforts ne soient pas exercés directement sur un point du câble, mais sur un manchon intermédiaire permettant de reprendre ces efforts et de les répartir sur une longueur donnée du câble (typiquement, sur une longueur de l'ordre du mètre). Lorsque l'on souhaite suspendre un câble, une première technique consiste à enfiler sur le câble un "manchon de retenue" en matériau déformable (généralement un alliage d'aluminium) portant des brides de suspension qui seront ultérieurement fixées au bras du pylône. Le manchon métallique, une fois positionné, est matricé ou serti sur le câble de manière à l'immobiliser sur ce dernier et éviter tout glissement par rapport au point de suspension. Cette première technique présente déjà, par nature, l'inconvénient de devoir enfiler préalablement le manchon sur le câble avant toute suspension, ce qui est complexe à mettre en oeuvre pour un câble long et interdit toute réintervention ultérieure sur un câble posé. En outre, le principe du sertissage, du fait de la contrainte de compression exercée sur le câble, est mal adapté aux câbles, qui sont relativement fragiles et déformables. C'est pourquoi on met de préférence en oeuvre, lorsqu'il s'agit de suspendre de ce type de câbles, une seconde technique consistant à utiliser des "préformes", qui sont des dispositifs de suspension de structure hybride comprenant une première couche de fils en alliage d'aluminium appliquée sur le câble, entourée d'une seconde couche de fils d'acier gainés d'aluminium, configurés de manière à former une boucle servant à crocheter le câble sur le pylône. Par son principe, cette technique nécessite une excellente adaptation du diamètre de la préforme, faute de quoi apparaît un risque de glissement de la préforme sur la gaine du câble, ou encore de glissement, au sein du câble, entre la gaine extérieure de protection de celui-ci et la couche adjacente interne d'isolation de l'âme, qui est habituellement une tresse en matériau aramide difficile à lier avec le matériau de la gaine, d'où un risque de glissement préjudiciable entre gaine et âme au voisinage du point de suspension. En outre, cette seconde technique est délicate et coûteuse à mettre en oeuvre et elle n'est pas conçue pour permettre un démontage ou repositionnement du point de suspension du câble. L'invention a pour objet de pallier ces différents inconvénients en proposant un dispositif d'ancrage de câble aérien autoporté, adapté particulièrement (mais de façon non exclusive) aux câbles fragiles tels que les câbles à fibres optiques, qui préserve parfaitement l'intégrité du câble, évite tout glissement aussi bien du dispositif par rapport à la gaine que de la gaine par rapport à l'âme, qui permette de parfaitement maîtriser la contrainte appliquée au câble, qui soit simple à mettre en oeuvre et qui soit démontable et repositionnable sans difficulté en tant que de besoin. A cet effet, le dispositif de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend deux pièces coopérantes, à savoir une pièce interne de forme cylindrique ou conique et une pièce externe de forme complémentaire de la pièce interne et coopérant par emboîtement bloquant avec celle-ci, une première de ces deux pièces étant pourvue d'une gorge hélicoïdale propre à recevoir le câble et s'étendant d'un bout à l'autre de la longueur d'une des surfaces de cette première pièce en contact avec l'autre pièce, la seconde de ces deux pièces portant une liaison mécanique de suspension à un point d'attache fixe tel qu'un pylône, la traction exercée par le câble sur la première pièce, d'une part, et la traction exercée en réaction par la liaison au point d'attache sur la seconde pièce, d'autre part, sollicitant dans le sens du blocage les deux pièces emboîtées, l'effort de traction sur le câble étant en outre réparti sur toute la longueur du câble s'étendant dans la gorge de la première pièce. Dans une forme de réalisation préférentielle, les deux pièces coopérantes sont des pièces en forme de cône et contre-cône coopérants ; dans ce cas, ladite première pièce est avantageusement la pièce interne et ladite seconde pièce est la pièce externe; la conicité des pièces est de préférence comprise entre 1 et 4 %. La profondeur de la gorge hélicoïdale peut être inférieure au diamètre du câble, de manière à comprimer celui-ci lors de l'emboîtement des deux pièces coopérantes. Le profil de la gorge hélicoïdale peut être un profil en U à fond arrondi de diamètre correspondant à celui du câble. La gorge hélicoïdale peut être pourvue sur au moins une partie de sa surface interne, de stries transversales destinées à augmenter le coefficient de frottement avec le câble. Au moins une partie de la surface de la première pièce en contact avec l'autre pièce et/ou de la surface de la seconde pièce en contact avec l'autre pièce peut être pourvue de stries transversales destinées à augmenter le coefficient de frottement entre ces deux pièces. on va maintenant décrire un exemple de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue perspective du dispositif d'ancrage de l'invention, tel que monté sur un câble. La figure 2 est une vue en plan, partiellement en coupe, du dispositif de la figure 1 montrant de façon plus apparente la structure interne. La figure 3 est une vue en détail, en coupe transversale, montrant notamment le profil de la gorge recevant le câble. Sur les figures 1 et 2, on a représenté le dispositif de l'invention, qui est constitué de deux pièces coopérantes 10 et 20, la pièce 10 étant par exemple une pièce massive tronconique et la pièce 20 une pièce creuse de forme complémentaire, c'est-à-dire pourvue d'un alésage central longitudinal et de même conicité que la surface extérieure de la pièce 10. Ces pièces 10 et 20 seront désignées par la suite "cône" et "contre-cône", respectivement. Le matériau du cône et du contre-cône est choisi pour assurer une excellente tenue à la fois mécanique et à la corrosion. On peut par exemple employer des matériaux tels qu'un alliage Almelec, un acier galvanisé, etc. Le cône 10 est pourvu à sa surface d'une gorge ou rainure 11 s'étendant sur toute sa longueur, cette gorge étant de préférence (mais non nécessairement) de forme hélicoïdale de pas constant et de diamètre légèrement croissant (de la même manière qu'une section transversale du cône sur lequel s'étend cette spirale). La gorge il a de préférence une section présentant un profil en U à fond arrondi de diamètre correspondant au diamètre d du câble, comme illustré figure 3. Avantageusement, la profondeur p de la gorge est légèrement inférieure au diamètre d du câble (par exemple une profondeur de 13 mm pour un câble de diamètre d=15 mm), afin de légèrement comprimer celui-ci lorsque le cône 10 et le contre-cône 20 seront emboîtés. Sur la figure 3, on a représenté en tiretés le profil du câble 12 tel que placé dans la gorge 11 avant mise en place du contre-cône 20, et en trait plein le profil de ce même câble tel que comprimé par la présence du contre-cône 20. Cette configuration permet notamment de contrôler parfaitement l'écrasement du câble et donc le serrage de celui-ci sur le dispositif d'ancrage. Cette configuration n'est cependant pas indispensable, et on pourrait par exemple imaginer de réaliser une gorge à profil en V qui, bien que moins efficace du point de vue de la répartition des efforts de serrage, serait plus aisée à usiner. Le câble est enroulé sur le cône 10, d'une extrémité 13 à l'autre extrémité 14 de cette pièce, à la manière d'un mandrin ou d'un cabestan, assurant ainsi d'une part une immobilisation parfaite du câble sur le cône 20, sans risque de glissement, et d'autre part une répartition optimale des efforts de traction (force F1) sur toute la longueur de la gorge hélicoïdale 11. Grâce à cette configuration, on peut répartir ces efforts de traction de façon régulière et sur une longueur accrue (la gorge étant plus longue que la pièce sur laquelle elle est formée), efforts qui peuvent être très élevés dans certains cas, atteignant typiquement des valeurs de 50 000 à 100 000 N (dans les situations les plus hostiles, où se combinent les effets du givre, du vent, etc.). Le contre-cône 20, quant à lui, est emboîté sur le cône 20 et porte, sur une partie périphérique 21, des moyens mécaniques de liaison au pylône, par exemple une bride 22 ou un étrier, par l'intermédiaired'un dispositif anti-giratoire connu (non représenté), si nécessaire. Avec cette configuration, on voit que la force F2, exercée en réaction par la liaison au pylône et transmise au contre-cône 20, et la force F1, exercée par le câble sur le cône 10, vont solliciter dans le sens du blocage cône et contre-cône, assurant ainsi un auto-blocage du dispositif d'ancrage. A titre d'exemple, pour un câble de diamètre typique de 12 à 15 mm, on peut prévoir pour le cône 20 une pièce de 1 m de long (paramètre non déterminant, pouvant varier dans une large mesure), avec un diamètre à la base de 40 à 60 mm, pour un diamètre au sommet de 20 mm. De façon générale, on choisit de préférence un angle de cône de faible valeur (typiquement de 1 à 4 % par exemple), afin de bénéficier de l'effet d'auto-blocage à la manière d'un cône Morse. En variante, les pièces 10 et 20 peuvent être cylindriques, auquel cas on prévoit des moyens tels qu'un épaulement 15 pour assurer leur blocage relatif lorsque les efforts de traction F1 et F2 sont appliqués. Comme on peut le voir, ce dispositif d'ancrage est très aisément démontable : il suffit de déboîter le cône 10 du contre-cône 20, ce qui peut être rendu plus facile si l'on a par exemple appliqué une couche de graisse lubrifiante sur les surfaces de contact entre les deux pièces. De plus, si l'on souhaite installer le dispositif en un point donné d'un câble déjà en place, il suffit de prévoir un contre-cône 20 démontable, par exemple sous forme de deux demi-coquilles, ou encore un contre-cône pourvu d'une fente longitudinale de largeur légèrement supérieure au diamètre du câble. Une telle configuration permet d'éviter les inconvénients liés aux manchons des techniques de l'art antérieur, qui devaient nécessairement être enfilés préalablement à toute mise en place du câble et ne pouvaient être insérés à posteriori sur un câble sans coupure de celui-ci. Enfin, on constate aisément que le montage du dispositif d'ancrage de l'invention peut être réalisé de façon simple, en peu de temps et sans outillage spécifique, et qu'en outre lors de cette opération le câble n'est jamais soumis, même temporairement, à des contraintes localisées excessives qui risqueraient de l'endommager irrémédiablement. On notera par ailleurs, qu'il est possible d'inverser la configuration illustrée sur le dessin, c'est-à-dire de prévoir que ce soit le contre-cône 20 qui reçoive l'effort de traction F1 du câble et le cône 10, l'effort de traction F2 exercé en réaction par la liaison au pylône. Dans ce cas, la forme conique tournerait son sommet (et non plus sa base) vers le pylône, et c'est le contrecône 20 qui serait pourvu, à l'intérieur de son alésage central, de la gorge hélicoïdale recevant le câble. Pour augmenter le coefficient de frottement entre câble 12 et cône 10, il est possible, au lieu d'une gorge lisse, de prévoir une gorge striée transversalement. De la même façon, pour augmenter le coefficient de frottement entre cône 10 et contre-cône 20, il est possible de prévoir, pour la surface extérieure du cône 10 et/ou la surface intérieure de l'alésage du contre-cône 20, au lieu d'une surface lisse, une surface striée transversalement. Cette caractéristique permet notamment de réduire la longueur hors-tout du dispositif d'ancrage. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'ancrage démontable et repositionnable pour câble aérien autoporté, notamment pour un câble à fibres optiques, caractérisé en ce qu'il comprend deux pièces coopérantes (10, 20) à savoir une pièce interne (10) de forme cylindrique ou conique et une pièce externe (20) de forme complémentaire de la pièce interne et coopérant par emboîtement bloquant avec celle-ci, une première de ces deux pièces étant pourvue d'une gorge hélicoïdale (11) propre à recevoir le câble (12) et s'étendant d'un bout (13) à l'autre (14) de la longueur d'une des surfaces de cette première pièce en contact avec l'autre pièce, la seconde de ces deux pièces portant une liaison mécanique (22) de suspension à un point d'attache fixe tel qu'un pylône, la traction (F1) exercée par le câble sur la première pièce, d'une part, et la traction (F2) exercée en réaction par la liaison au point d'attache sur la seconde pièce, d'autre part, sollicitant dans le sens du blocage les deux pièces emboîtées, l'effort de traction sur le câble étant en outre réparti sur toute la longueur du câble s'étendant dans la gorge de la première pièce. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux pièces coopérantes (10, 20) sont des pièces en forme de cône et contre-cône coopérants. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première pièce est la pièce interne (10) et ladite seconde pièce est la pièce externe (20). 4) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la conicité des pièces est comprise entre 1 et 4 %. 5) Dispositif selon la revendiation 1, caractérisé en ce que la profondeur (p) de la gorge hélicoïdale est inférieure au diamètre (d) du câble, de manière à comprimer celui-ci lors de l'emboîtement des deux pièces coopérantes (10, 20). 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil de la gorge hélicoïdale est un profil en U à fond arrondi de diamètre correspondant à celui (d) du câble. 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge hélicoïdale est pourvue, sur au moins une partie de sa surface interne, de stries transversales destinées à augmenter le coefficient de frotement avec le câble. 8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la surface de la première pièce en contact avec l'autre pièce et/ou de la surface de la seconde pièce en contact avec la première est pourvue de stries transversales destinées à augmenter le coefficient de frottement entre ces deux pièces.