Brevet FR2757192A1 — publié le 19980619

L'invention concerne le domaine des dispositifs atténuateurs de chocs pour véhicules se disposant en avant d'un obstacle fixe situé en bordure d'une voie de circulation routière, et par exemple, en avant d'un poste de péage autoroutier ou au milieu d'un terre plein de séparation entre deux voies routières. De tels dispositifs sont destinés à assurer une décélération progressive d'un véhicule les abordant de face, ou de manière décalée, en absorbant l'énergie cinétique de manière progressive pour protéger les passagers, et réduire les dommages au véhicule et, éventuellement, à l'obstacle. On connaît déjà de nombreux atténuateurs de chocs composés d'éléments qui, alignés en rangée et pouvant se déformer lors de choc, contiennent des matériaux absorbant l'énergie, soit par déformation par compression, comme décrit dans FR-A2 489 912 ou US-A-4 321 989, soit par éclatement et dispersion, comme dans US-A3643924 et US-A-3 602151. Les premiers présentent l'inconvénient de nécessiter une grande longueur pour assurer un amortissement suffisant. Les seconds sont moins encombrants mais ont l'inconvénient, lorsqu'ils sont percutés, de projeter autour du point d'impact de nombreux déchets qui peuvent générer des accidents avec des véhicules suivant celui engendrant leur éclatement. Il en est de même pour les atténuateurs combinant les deux techniques, comme par exemple celui décrit dans FR-A-2 619 583. La présente invention a pour objet de fournir un atténuateur de chocs qui, procurant une décélération progressive, satisfaisant aux besoins et à la réglementation, possède un encombrement moyen, n'entraîne aucune projection, et peut aisément être mis en place ou être remplacé partiellement après usage. Ce dispositif est du type de ceux composés d'une structure déformable formée par des éléments empilés en une rangée, avec possibilité de glissement longitudinal guidé pour pouvoir se télescoper lors du choc chaque élément étant constitué par un corps creux contenant un bloc en mousse de matière synthétique absorbant l'énergie de choc. Dans l'atténuateur de choc selon l'invention, le corps de chaque élément est réalisé en matière synthétique à déformation ductile, est en forme de boîte ouverte vers l'arrière, et comprend plusieurs nervures périphériques, divergeant au moins localement vers l'arrière et se raccordant à l'extrémité antérieure de la nervure suivante par une paroi annulaire formant pli d'accordéon, tandis que les blocs de mousse disposés à l'intérieur de chaque corps, en appui sur sa paroi inférieure et s'étendant entre la paroi antérieure et la paroi postérieure munie d'une ouverture pour son introduction dans le corps, ont une densité qui va en croissant en allant de l'élément le plus antérieur vers celui le plus postérieur. Lorsqu'un véhicule vient percuter l'atténuateur, il provoque d'abord une délbrmation du corps qui, grâce à sa matière synthétique se déformant ductilement. absorbe davantage d'énergie qu'un corps réalisé en matière cassante. Cette déformation se transmet au premier bloc de mousse qui est comprimé en absorbant de l'énergie. Fn meme temps les différentes nervures du corps, grâce à leurs plis en accordéon, s'empilent les unes dans les autres en se déformant et en absorbant également de l'énergie. Au fur et à mesure que les éléments se déforment et se rompent localement sans former d'éclat grâce à leur matière constitutive, les blocs de mousse coffrent une résistance qui va en croissant, en proportion avec la densité de la mousse les constituant. Il en résulte que le véhicule est progressivement décéléré avec une décélération croissante déterminée pour être compatible avec ce que peut supporter le corps humain. Cette variation de la décélération permet, à efficacité égale, de réduire la longueur de l'atténuateur et, en conséquence, les dimensions ou le nombre des éléments le composant. Dans une forme d'exécution de l'invention, au moins chacune des deux nervures périphériques antérieures de chaque élément comporte, à sa base, deux oreilles latérales perforées pour le passage d'un câble longitudinal de plaquage au sol et de guidage en translation longitudinal, chacun de ces deux câbles étant arrimé, par son extrémité antérieure, sur une platine fixée au sol devant l'élément le plus antérieur et par son extrémité postérieure, sur une patte saillant latéralement de chaque côté d'un butoir, lixé au sol derrière l'élément le plus postérieur. Ces deux câbles longitudinaux assurent la fixation et le positionnement des éléments de l'atténuateur, et lors du choc, obligent ces éléments à se déplacer parallèlement à eux-mêmes et évitent tout vrillage de la rangée d'éléments pouvant entraîner l'éjection latérale de l'un de ces éléments et l'interruption de l'amortissement de l'énergie du véhicule. Avantageusement, et pour améliorer la liaison des éléments entre eux, le corps de chaque élément comporte, en saillie de sa partie antérieure, un tenon vertical et, dans sa partie postérieure, une mortaise verticale apte à recevoir le tenon de l'élément suivant ou le nez profilé aménagé sur le butoir postérieur. De préférence, la rangée d'éléments est recouverte par un filet dont chacun des bords longitudinaux est rabattu contre les flancs des éléments et est muni d'un câble de lisière relié au câble longitudinal inférieur de guidage par des câblettes verticales de retenue, ces câblettes étant montées de manière à pouvoir coulisser sur les deux câbles précités. Lors de l'impact, le filet retient les éléments en les empêchant de s'élever verticalement et complète ainsi l'action des câbles longitudinaux. Par ailleurs, les mailles de ce filet retiennent les fragments de mousse pouvant passer à travers les déchirures se produisant dans les corps en matière synthétique des éléments et évite leur dispersion, en supprimant tous risques d'occultation de la visibilité des autres véhicules. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en ré lb rence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cet atténuateur. Figure I est une vue en perspective de l'atténuateur lorsqu'il est en position d'attente, Figure 2 est une vue en perspective, à échelle agrandie, montrant le corps de l'un des éléments, Figure 3 est une vue en perspective du butoir, Figures 4 et 5 sont des vues en coupe transversale, respectivement suivant un plan vertical et suivant un plan horizontal, de deux éléments de l'atténuateur, Figure 6 est une vue en plan par dessus de l'atténuateur en position d'attente. Aux figures 1 et 6, la référence numérique 1 désigne un nez d'îlot devant lequel l'atténuateur 2 est disposé. Dans cette forme d'exécution, l'atténuateur comprend dix éléments référencés Al à A10 en allant du plus antérieur au plus postérieur. Ces éléments sont disposés entre un butoir arrière 3 et une platine avant 4. Comme montré plus en détails aux figures 2, 4 et 5. chaque élément Al à A10 est composé d'un corps creux, en forme de boîte ouverte vers l'arrière ct présentant ici une section transversale verticale rectangulaire dont la plus grande dimension est dirigée vers le haut. Ce corps creux est réalisé dans une matière synthétique de la ami île des polyoléfines présentant une déformation ductile et, par exemple, dans un polyéthylène basse densité linéaire ayant une densité de 924 kg/m3, une résistance au seuil d'écoulement de l'ordre de 11 Méga Pascal, un allongement à la rupture de l'ordre de 900 % et un module de flexion de l'ordre de 400 Méga Pascal. Ce choix de matériau est important car il procure au corps une déformation ductile qui contribue à absorber de l'énergie sans pour autant former des cassures génératrices d'éclats dangereux pour l'environnement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque corps d'élément comprend plusieurs nervures périphériques, à savoir trois dans la forme d'exécution représentée, référencée 5, 6, et 7. Chacune de ces nervures, qui constitue donc une partie des parois latérales et des parois, respectivement, supérieure et inférieure, comporte, au moins localement, une partie pentue, respectivement, 5a, 6b, 7a divergeant vers l'arrière et dont l'extrémité postérieure se raccorde à l'extrémité antérieure de la nervure suivante par une paroi annulaire 8, en formant un pli d'accordéon 9. Dans la forme d'exécution représentée, la paroi annulaire 8 se raccorde à la nervure suivante par l'intermédiaire d'une autre paroi annulaire 9 inclinée vers l'avant pour favoriser, en cas de choc, le pliage des plis d'accordéon 11 et le télescopage des nervures les unes sur les autres. Dans sa partie antérieure, le corps de chaque élément est muni d'un tenon vertical 12 ayant, en section transversale et comme montré plus en détails à la figure 5, la forme d'un champignon très aplati. Ce tenon est destiné à s'engager dans une mortaise verticale 13 ménagée dans la partie postérieure de chacun des éléments. La paroi de la mortaise est traversée par l'ouverture 14 de la boîte formée par le corps creux. Cette ouverture est destinée à permettre l'introduction, dans chaque corps creux, d'un bloc de mousse 15 venant, comme montré à la figure 4 en appui sur la partie interne des plis d'accordéon inférieurs et s'étendant longitudinalement entre la paroi antérieure du corps creux, c'est à dire la face interne du tenon 12, et la face interne de la paroi de la mortaise contenant l'ouverture 14. Les blocs de mousse 15 sont en polyuréthanne expansé et leur densité varie en fonction de leur position longitudinale dans l'atténuateur. En effet, de nombreux essais ont permis de constater que les atténuateurs selon l'invention, contenant les blocs de mousse de polyuréthanne 15 ayant une densité allant cn croissant de l'extrémité antérieure de l'atténuateur à son extrémité postérieure, procuraicnt un amortissement de l'énergie dégressif, mais surtout une décélération dégressive sans effet nuisible pour les passagers du véhicule. Les essais ont également montré qu'il était possible de limiter la valeur des densités retenues pour les difierents éléments, et que d'excellents résultats étaient obtenus avec des blocs cn mousse i 5 ayant une densité de 18 g/dm3 pour les deux premiers éléments, à savoir ceux Al et A2, de 26 g/dm3 pour les quatre éléments suivants, à savoir ceux A3 à A6, et de 32 g/dm3 pour les quatre derniers éléments, à savoir ceux A7 à A10. En outre, suivant une autre caractéristique de l'invention, au moins les blocs de mousse 15a des premiers éléments, et par exemple des quatre premiers éléments Al à A4, sont associés à un panneau 16 de répartition de l'énergie dynamique du choc. Ce panneau s'étend sur toute la face antérieure de ce bloc et est inséré entre cette face et la face interne du corps de l'élément. il est réalisé en polyéthylène basse densité, et est composé d'une paroi antérieure 16a et d'une paroi postérieure 1 6b disposée parallèlement et à distance de la première à laquelle elle est liée par des déformations locales formant des alvéoles 17. Ces alvéoles et des perforations dans la paroi postérieure 1 6b favorisent l'accrochage de la mousse de polyuréthanne au panneau 16, lors de l'expansion de la mousse dans un moule approprié. Grâce à cela, l'ensemble bloc 1 Sa-panneau 16 forme, comme les blocs 15, un ensemble monolithique qui ne nécessite aucun moyen de liaison complémentaire et se positionne dc lui-même dans la cavité interne de chaque élément. Chaque bloc 15 ou chaque ensemble panneau 1 6bloc 1 Sa est disposé dans une poche 18 qui, fermée par un lien, est constitué par un film cn matière synthétique étanche à l'eau, et insensible aux rayons ultraviolets, tel qu'un film cn polyéthylène. Comme montré figure 3, le butoir 3 est composé d'une semelle 20 de laquelle fait saillie, vers le haut, un nez de fixation 22 formé par deux profilés de section en I 23 reliés par une traverse. 24 et divers renforts et goussets, non visibles sur la figure. Le nez 22 forme une sorte de tenon vertical sur lequel peut venir s'emmancher la mortaise 13 de l'élément A10 le plus postérieur. Le montage de l'atténuateur s'effectue en plaquant la semelle du butoir contre le nez d'îlot et en la fixant rigidement au sol au moyen de boulons traversant des alésages 25, ménagés dans cette semelle 20. Il est ensuite procédé à la mise en place par emboîtemcnt de l'élément A10. préalablement garni par son bloc de mousse 15, puis des éléments suivants A9 à Al par engagement de leur mortaise 13 sur le tenon 12 de l'élément déjà posé. 11 est à noter que, en fin d'engagement de chaque mortaise sur un tenon, des plots arrondis 26 (visible figure 2), saillants de la face 27. de laquelle fait également saillic le tenon 12 correspondant, pénètrent dans des logements 28 (figures 4 et S) travcrsant la paroi postérieure 29 dc l'élément et bordant la mortaise 13 dc cet élément. Cette liaison, en translation verticale entre les éléments, est complétée par deux câbles longitudinaux 32 disposés de part et d'autre de la rangée d'éléments ct traversant des alésages 34 ménagés dans des oreilles verticales 35 saillant latéralemcnt d'au moins deux des nervures de chaque élément, et ici de celles S et 6. Chaque câble 32 est arrimé, par son extrémité postérieure, à l'une des deux pattes 36 saillant horizontalement et de chaque côté du nez 22 du butoir 3. Son extrémité antérieure est arrimée sur une attache 37, saillant verticalement d'une platine 38 fixée dans le sol devant le premier élément Ai. Le montage est complété en étendant sur tous les éléments Al à A10 un tilet 40, par exemple un filet réalisé en fibres polyamides ayant des mailles de 25 mm. Chacun des bords longitudinaux 40a du filet est rabattu contre les tlancs des éléments, comme montré à la figure 1, et un câble 42, disposé en lisière du tilt, est relié au câble 32 précité par des câblettes verticales 43, montées avec possibilité de coulissement sur ces deux câbles. Ainsi assemblé l'atténuateur est prêt à recevoir l'impact d'un véhicule. Lors de l'impact, l'énergie de choc affectant le tenon 12 du premier élément Al se transmet instantanément au panneau de répartition 16 qui le répartit donc sur la totalité de la surface du bloc 15a correspondant en utilisant ainsi la totalité de ce bloc pour assurer l'amortissement. Simultanément, le corps de l'élément A I est soumis à un effort longitudinal de déformation vers l'arrière provoquant. grâce aux plis d'accordéon 11, le télescopage des nervures 5, 6 et 7, en absorbant d'autant plus Facilement de l'énergie que la matière constitutive du corps est relativement ductile. L'effet de compression et de déformation se transmet ainsi d'éléments à éléments, et cela d'autant plus aisément que ces éléments sont guidés en translation longitudinale par les câbles 32 et ne peuvent pas s'échapper transversalement par les côtés, en raison de la retenue de ces câbles, et verticalement vers le haut, en raison du filet 40. Au fur et à mesure de la déformation, l'énergie de choc rencontre des blocs de mousse ayant une densité de plus en plus grande qui absorbent davantage l'énergie et accroissent la décélération. On notera que, lors de l'écrasement des blocs 15a puis 15. les espaces délimités par les nervures 5, 6 et 7 dans chaque corps d'élément forment des exutoires permettant d'accueillir les morceaux de mousse, et évitant que ceux-ci aient tendance à passer à travers les déchirures des parois des éléments, déchirures se produisant au moins sur les cinq premiers éléments Al à AS. Grâce à la matière constitutive et la structure de chaque corps d'élément, à la variation de densité de blocs de mousse 15a, 15, à la présence de panneaux 16 de répartition de l'énergie sur les blocs, mais aussi à la bonne tenue des éléments, entre eux ct avec un alignement rigoureux, cet atténuateur assure un exccllent amortissement d'un véhicule. sans dommage pour les passagers et sans aucun risque de projection d'un quelconque déchet ou fragment. Par ailleurs, après usage, sa remise en état peut cotre eflèctuée rapidement puisque la seule manoeuvre nécessaire pour retirer les éléments détériorés et remettre en place de nouveaux éléments consiste à désarrimer les câbles longitudinaux 32, à retirer le filet 40, puis à contrôler l'état de la platine avant 4 et des éléments réutilisables. Il apparaît ainsi que ce dispositif réduit considérablement le temps de remisc en état en supprimant toute opération de déboulonnage et de boulonnage. REVENDICATIONS 1. Atténuateur de chocs pour véhicule composé d'une structure déformable formée par des éléments empilés en rangée avec possibilité de glissement longitudinal guidé pour pouvoir se télescoper lors du choc, chaque élément étant constitué par un corps creux contenant un bloc en mousse de matière synthétique absorbant l'énergie de choc, caractérisé en ce que le corps de chaque élément (Al à A10) est réalisé en matière synthétique à déformation ductile, est en forme de boîte ouverte vers l'arrière, et comprend plusieurs nervures périphériques (5, 6, 7), divergeant au moins localement vers l'arrière et se raccordant à l'extrémité antérieure de la nervure suivante par une paroi annulaire (8) en formant pli d'accordéon (11), tandis que les blocs de mousse (15a, 15) disposés à l'intérieur de chaque corps, en appui sur sa paroi inférieure et s'étendant entre la paroi antérieure et la paroi postérieure munie d'une ouverture (14) pour son introduction dans le corps, ont une densité qui va en croissant en allant de l'élément (Al) le plus antérieur vers celui (A 10) le plus postérieur. 2. Atténuateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins chacune des deux nervures périphériques antérieures (5, 6) de chaque élément (Al à Au()) comporte, à sa base, deux oreilles latérales (35) perforées pour le passage d'un câble longitudinal (32) de plaquage au sol et de guidage en translation longitudinal. chacun de ces deux câbles (32) étant arrimé, par son extrémité antérieure, sur une platine (4) fixée au sol devant l'élément (Al) le plus antérieur et, par son extrémité postérieure, sur une patte (36) saillant latéralement de chaque côté d'un butoir (3), fixé au sol derrière l'élément (A10) le plus postérieur. 3. Atténuateur selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la rangée d'éléments (Al à A10) est recouverte par un filet (40) dont chacun des bords longitudinaux (40a) est rabattu contre les flancs des éléments et est muni d'un câblc dc lisière (42) relié au câble longitudinal inférieur (32) par des câblettes verticales (45) de retenue, ces câblettes étant montées de manière à pouvoir coulisser sur les deux câbles (32, 42) précités. 4. Atténuateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps de chaque élément (Al à A10) comporte, en saillie de sa partie antérieure, un tenon vertical (12) et, dans sa partie postérieure. une mortaise verticale (13) apte à recevoir le tenon (12) de l'élément suivant ou le nez (22) aménage sur un butoir postérieur (3). 5. Atténuateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. caractérisé en ce que, au moins chacun des quatre premiers éléments antérieurs (Al à A4) comporte, entre la face interne de sa paroi antérieure et le bloc (15a) en mousse, un panneau (16) de répartition de l'énergie dynamique du choc s'étendant sur toute la face antérieure de ce bloc. 6. Atténuateur selon la revendication 5 caractérisé en ce que le panneau (16) de répartition est réalisé en polyéthylène basse densité et est composé de deux parois (16a, 16b), parallèles et espacées, reliées l'une à l'autre par des déformations qui ménagées dans la paroi postérieure, forment des alvéoles (17) d'accrochage dc la mousse du bloc correspondant ( 15, 1 Sa). 7. Atténuateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des blocs (15a, 15) de mousse est disposé dans une poche (18) fermée par un lien ct constituée par un film en matière synthétique étanche à l'eau et insensible aux rayons ultra violets. 8. Atténuateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est composé de dix éléments (A 1 à A10) dont la densité des blocs de mousse (lSa, 1S) varie de la façon suivante en partant de l'avant - les deux premiers éléments : 18 g/dm3, - les quatre éléments suivants : 26 g/dm3, - et les quatre derniers éléments : 32 g/dm3.