Brevet FR2817893A1 — publié le 20020614

MÂT TUBULAIRE RENFORCÉ La présente invention se rapporte au domaine technique général des mâts tubulaires réalisés à base d'aluminium et destinés à servir de candélabres, d'éclairage public et de signalisation, ainsi que de mâts de pavoisement sur les voies publiques ou dans toute aire publique. La présente invention concerne un mât tubulaire creux réalisé à base d'aluminium, de toute nuance appropriée, et destiné à être implanté dans le sol de manière fixe pour constituer un candélabre, d'éclairage public et de signalisation, ainsi qu'un mât de pavoisement sur la chaussée publique ou sur toute aire publique équivalente. Les mâts tubulaires creux du type mentionné ci-dessus sont bien évidemment connus et peuvent être réalisés en plusieurs matériaux. Ainsi, on connaît par exemple les mâts tubulaires métalliques réalisés à base d'acier. Les mâts réalisés à base d'acier donnent bien évidemment en règle générale satisfaction, mais souffrent néanmoins d'inconvénients liés notamment à leur poids, en raison de la forte densité du matériau. Ceci implique des difficultés lors de la fabrication, puis lors des diverses manipulations du mât Impliquant également sa pose. Par ailleurs, de tels mâts nécessitent des traitements ultérieurs anti-corrosion notables de type galvanisation, en raison des dégradations qu'ils peuvent subir au cours de leur vieillissement. C'est la raison pour laquelle des mâts tubulaires creux réalisés à base d'aluminium de nuance quelconque sont également utilisés en tant que candélabre, d'éclairage public et de signalisation, ainsi que mâts de pavoisement. Les mâts réalisés en aluminium présentent un avantage certain de légèreté, en raison de la faible densité de l'aluminium. Ceci facilite bien évidemment l'ensemble des manipulations liées à la fabrication et à la pose de tels mâts. Les capacités anti-corrosion de l'aluminium sont également connues, ce qui constitue un avantage non négligeable pour des éléments devant systématiquement être exposés aux diverses agressions environnementales et extérieures. En revanche, il est connu que les mâts tubulaires creux à base d'aluminium présentent, en raison précisément de leurs faibles propriétés mécaniques, une résistance naturelle à la flexion moindre que les mâts tubulaires réalisés à base d'acier. L'utilisation de mâts tubulaires à base d'aluminium nécessite en conséquence de trouver des moyens techniques pour augmenter leur résistance à la flexion. La résistance à la flexion de ces mâts d'aluminium doit par ailleurs être particulièrement bien étudiée dans la mesure où les mâts d'éclairage doivent comporter, pour la pose de boîtiers de commande et le contrôle de l'alimentation électrique, une ouverture fermée par une porte d'accès amovible destinée à l'accès au dispositif électrique. Bien évidemment, la réalisation d'une ouverture dans le mât tubulaire constitue une zone d'affaiblissement de la masse porteuse du mât, ce qui contribue à augmenter l'acuité des problèmes de résistance à la flexion. C'est la raison pour laquelle différents moyens ont été utilisés jusqu'à présent pour tenter de renforcer la résistance à la flexion des mâts tubulaires creux, et en particulier de ceux réalisés à base d'aluminium. Ainsi, il est connu de renforcer la résistance à la flexion des mâts tubulaires en insérant aux endroits appropriés, et en particulier au pied du mât, un fourreau de renfort local sur toute ou partie de la hauteur du mât. Une telle disposition renforce bien évidemment la structure porteuse, mais constitue un coût supplémentaire qui nécessite des opérations additionnelles de montage et d'installation. Par ailleurs, il n'est pas envisageable d'augmenter la résistance mécanique à la flexion des mâts tubulaires à base d'aluminium en augmentant inconsidérément le diamètre ou J'épaisseur de la section transversale du mât, en raison du coût unitaire élevé de l'aluminium. En effet, on obtiendrait alors un produit industriel au coût prohibitif. C'est la raison pour laquelle différentes solutions ponctuelles de renforcement ont été envisagées. De telles solutions préconisent généralement d'avoir recours à une série de renforts internes, réalisés lors de la phase d'extrusion de l'aluminium Les solutions proposées jusqu'à présent impliquent de réaliser des nervures longitudinales de renforcement du mât, conduisant à l'obtention d'une section transversale de profil complexe. De telles solutions s'avèrent peu pratiques, complexes à mettre en oeuvre, la maîtrise de la fabrication industrielle n'étant par ailleurs pas assurée ou difficile à réaliser. Les objets assignés à l'invention visent en conséquence à porter remède aux différents inconvénients énumérés précédemment, et à proposer un nouveau mât tubulaire creux à base d'aluminium qui présente une résistance à la flexion optimisée, cette résistance à la flexion étant obtenue à l'aide de mesures particulièrement peu onéreuses et simples à mettre en oeuvre. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau mât à base d'aluminium qui puisse être réalisé selon différentes configurations et structures, de manière à pouvoir répondre à des exigences de résistance à la flexion diverses et variables. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau mât à base d'aluminium présentant d'excellentes qualités de résistance à la flexion en fonction d'efforts localisés. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau mât tubulaire à base d'aluminium dont la fabrication est particulièrement simple à réaliser. Un autre objet de l'invention vise à réaliser un nouveau mât tubulaire à base d'aluminium dans lequel l'ouverture de la porte d'accès est réalisée sans fragilisation excessive de l'ensemble de la structure porteuse du mât. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau mât tubulaire à base d'aluminium permettant la fixation de crosses sans obérer les qualités de résistance à la flexion du mât. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau mât tubulaire creux à base d'aluminium facilitant l'opération de la découpe de l'ouverture de porte. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau procédé de découpe d'une ouverture de porte qui permette de réaliser cette opération de manière particulièrement simplifiée. Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un mât creux à base d'aluminium caractérisé en ce qu'il comporte une section transversale de longueur périphérique totale comprenant au moins deux portions de longueur unitaire de dimensions sensiblement identiques, réparties angulairement de manière symétrique au sein de la longueur totale, lesdites portions comportant chacune deux extrémités et étant d'épaisseurs régulièrement variables entre ces deux extrémités de telle sorte que leur épaisseur est minimale à partir de chaque extrémité et croît en direction du centre de chaque portion pour être maximale sensiblement au centre de chacune desdites portions. Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un procédé de découpe d'une ouverture de porte dans un mât tubulaire à base d'aluminium, dans lequel on assure le positionnement de l'outil de découpe par rapport au mât, puis on assure la découpe de la porte, caractérisé en ce que l'on assure le positionnement de l'outil de coupe relativement à une nervure de calage ménagée sur la face interne du mât tubulaire. D'autres particularités et avantages de l'invention seront mieux compris à la lumière de la description qui suit et des dessins annexés, donnés à titre purement illustratif et non limitatif, dans lesquels : - La figure 1 illustre, selon une vue latérale, un mât tubulaire creux conforme à l'invention et pourvu de deux crosses sommitales. - La figure 2 représente, selon une vue en coupe, la section transversale d'un mât tubulaire conforme à l'invention. - La figure 3 illustre, selon une vue en coupe longitudinale partielle, un détail de réalisation d'une découpe dans un mât conforme à l'invention. - La figure 4 illustre, selon une vue en coupe, la section transversale d'une variante de réalisation d'un mât conforme à l'invention. Le mât tubulaire creux conforme à l'invention illustré aux figures 1 à 4 comporte un mât tubulaire creux 1 réalisé en un matériau à base d'aluminium de nuance quelconque. De manière classique, un tel mât est obtenu par extrusion de l'aluminium à partir d'un outillage spécifique. Dans la description qui suit, il sera plus particulièrement fait référence à un mât tubulaire creux de forme conique ou cylindro-conique, tel qu'illustré à la figure 1, présentant sa section transversale de plus fort diamètre au pied du mât tubulaire 1. Dans un tel cas, et de manière classique, la conification de la masse tubulaire est obtenue par repoussage du tube incluant un procédé à froid. Bien évidemment, à titre de variante, et sans sortir du cadre de l'invention, Il est possible d'avoir recours à un profil de la section transversale d'un mât tubulaire 1 conforme à l'invention qui n'est pas conique, et qui est par exemple simplement cylindrique ou qui comporte en association une ou plusieurs portions de longueur coniques et cylindriques pour obtenir un mât par exemple cylindro-conique. Conformément à l'invention, et tel qu'illustré par exemple aux figures 2 et 4, le mât tubulaire 1 conforme à l'invention comporte une section transversale de longueur périphérique L comprenant au moins deux portions de longueur unitaire L1, L2 de dimensions sensiblement identiques, qu'il s'agisse de leur longueur ou épaisseur, lesdites sections L1, L2 étant réparties angulairement de manière symétrique au sein de la longueur totale L. La répartition angulaire symétrique de chaque portion de longueur L1, L2 autour de l'axe longitudinal de symétrie A du mât tubulaire 1 permet bien évidemment de conserver au mât tubulaire une résistance à la flexion optimale et uniforme sur toute la longueur dudit mât. Selon l'invention, les portions de longueur L1, L2 comportent chacune deux extrémités terminales 3,4 délimitant la longueur unitaire, chaque portion de longueur L1, L2 étant d'épaisseur régulièrement variable entre les deux extrémités 3,4, de telle sorte que leur épaisseur est minimale à partir de chaque extrémité 3,4 et croît en direction du centre 5, formant la partie médiane de chaque portion L1, L2 pour être maximale sensiblement au centre 5 de chacune desdites portions L1, L2. Avantageusement, l'épaisseur variable croît de manière continue et régulière de chaque extrémité 3, 4 vers le centre 5 selon un gradient sensiblement constant. Néanmoins, sans sortir du cadre de l'invention, la croissance de l'épaisseur variable peut être régulière selon une évolution discontinue faisant apparaître de légers paliers de croissance. Tel qu'illustré aux figures 2 et 4, la surface extérieure S du mât tubulaire 1 est sensiblement homogène et cylindrique, alors que la face interne SI de chaque portion L1, L2 forme un arc de cercle de rayon de courbure différent de la portion de longueur correspondante et extérieure associée à la surface S. Grâce à cette disposition, il est possible d'optimiser la masse de la structure tubulaire au regard des performances mécaniques du mât et d'augmenter sensiblement sa résistance à la déflexion ou à la flexion sous des efforts multiples répartis de manière aléatoire sur le mât ou au contraire répartis de manière localisée, puisqu'en certains lieux privilégiés du mât, son épaisseur est localement augmentée Selon l'invention, et tel qu'illustré par exemple à la figure 2, il est avantageux que les portions L1, L2 soient séparées par des portions de longueur P, d'épaisseur constante. Une telle disposition permet de conserver l'effet bénéfique de l'augmentation des performances mécaniques du mât selon des efforts multiples ou localisés, tout en réduisant de manière optimale la masse d'aluminium nécessaire, ce qui a un effet bénéfique sur le coût final du produit. Selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, et tel qu'illustré à la figure 2, le mât tubulaire creux conforme à l'invention comporte une section transversale formée d'au moins trois portions d'épaisseur variable L 1, L2, L3 séparées chacune par trois portions d'épaisseur constante P De manière particulièrement avantageuse, les portions d'épaisseur constante P ont une épaisseur sensiblement égale à l'épaisseur minimale des portions d'épaisseur variable L1, L2, L3 obtenue sensiblement au niveau des extrémités 3. Cette disposition facilite bien évidemment la réalisation du mât tubulaire sans obérer ses qualités et performances de résistance mécanique. Avantageusement, chaque portion d'épaisseur variable L1, L2, L3 occupe un secteur angulaire identique, et par exemple de l'ordre de 78, 5 pour un diamètre de mât de 150 mm. De la même façon, chaque portion d'épaisseur constante P occupe un secteur annulaire identique à chacune des autres portions P, et par exemple de l'ordre de 41, 50 pour un mât de diamètre de 150 mm. Tel que cela a été précisé dans les paragraphes précédents, la section transversale du mât tubulaire creux peut être indifféremment conique ou cylindrique, voire cylindro-conique. Selon une variante de réalisation conforme à l'invention et particulièrement avantageuse, le ratio des valeurs d'épaisseur mesurées entre les extrémités 3 ou 4 d'une part, et le centre 5 d'autre part de chaque portion L1, L2, L3 est respectivement de l'ordre de 3/5 environ. Ainsi, pour un mât de diamètre d'environ 150 mm, l'épaisseur mesurée au niveau des extrémités 3 ou 4 sera de l'ordre de 3 mm, alors que l'épaisseur mesurée au niveau du centre 5 sera de l'ordre de 5 mm. Selon cette configuration, l'épaisseur moyenne de chaque portion d'épaisseur constante P sera de l'ordre de 3 mm. Tel qu'illustré aux figures 1 à 3, le mât tubulaire conforme à l'invention présente une embase 8 destinée à être ancrée dans le sol, et au moins une porte 9 servant de porte de visite et d'inspection du fût et des installations électriques du mât. Selon l'invention, le mât tubulaire comporte au moins une ouverture 10 pour la porte 9 obtenue par découpe dans le mât tubulaire 1. Selon l'invention, la découpe de forme par exemple sensiblement rectangulaire ou carrée, est obtenue à l'aide de découpes longitudinales et transversales ménagées dans l'épaisseur du mât, l'ouverture 10 comportant deux découpes longitudinales 11, ménagées dans une portion d'épaisseur variable L1, L2 ou L3. Les portions d'épaisseur variable L1, L2, L3 présentant les zones d'épaisseur les plus importantes du mât, on obtient ainsi une découpe qui est ménagée dans les zones de résistance accrue du mât, ce qui contribue à réduire dans une moindre mesure les performances mécaniques du mât dont les zones de fragilisation sont aussi réduites que possible. Avantageusement, les découpes longitudinales 11 sont ménagées de manière symétrique de part et d'autre d'un axe de symétrie Y de la section transversale passant par le centre 5 d'une portion d'épaisseur variable, et à l'opposé dudit centre. Selon cette réalisation, les découpes longitudinales 11 sont donc réalisées, telles qu'illustrées à la figure 2, dans des zones d'épaisseur moyenne situées sensiblement à mi-chemin entre les extrémités 4 et le centre 5 de chaque portion d'épaisseur variable. On obtient ainsi une surface accrue de contact et de repose de la porte de visite 9 sur le fût induisant une meilleure assise et un maintien plus efficace de cette porte 9 sur le fût. Tel qu'illustré à la figure 1, le mât conforme à l'invention est susceptible de comporter vers sa partie supérieure au moins une crosse 12, et par exemple deux crosses 12, voire plus, supportant un dispositif d'éclairage 13. Selon l'invention, la ou les crosses 12 sont montées et fixées de manière spécifique relativement à la section transversale du mât pour obtenir une résistance à la flexion optimale. Ainsi, selon l'invention, la ou les crosses 12 s'étendent sensiblement radialement par rapport à l'axe longitudinal du mât 1 et sont disposées sensiblement à l'aplomb de l'ouverture 10 de la porte 9, et de préférence centrée par rapport à l'ouverture 10. Grâce à cette disposition, on minimise les risques de déflexion dus à la prise au vent des crosses 12 et à la zone de fragilisation constituée par l'ouverture 10 nécessaire pour réaliser la porte 9. Selon la configuration géométrique choisie pour le mât conforme à l'invention, les efforts de flexion sont alors répartis et localisés dans la zone de plus forte résistance mécanique du mât, à savoir sensiblement selon l'axe X et selon l'axe Y. Tel qu'illustré à la figure 2, le mât conforme à l'invention est pourvu d'au moins une nervure de calage 14 s'étendant sensiblement radialement à partir de la surface interne SI et située sensiblement vers ou sur le centre 5 d'une portion d'épaisseur variable L1, L2, L3. Cette disposition permet de faciliter le positionnement de l'outil d'ouverture de porte. Ainsi, lors du procédé de découpe d'une ouverture de porte dans un mât tubulaire à base d'aluminium, on assure le positionnement de l'outil d'ouverture de porte par rapport au mât, puis on assure l'ouverture de la porte. Grâce à la présence d'au moins une nervure interne 14, il est alors possible d'assurer le positionnement de l'outil d'ouverture relativement à la nervure de calage 14 qui est ménagée sur la face interne du mât tubulaire, la nervure 14 permettant lors de la rotation du mât tubulaire de repérer facilement la positon relative idéale d'ouverture sans devoir faire intervenir des états ou dispositifs spécifiques et complexes. Au sens de l'invention, l'opération de découpe peut être indifféremment réalisée par tout moyen de découpe mécanique, y compris par découpe laser, voire par emboutissage. Grâce à l'invention, il est ainsi possible d'obtenir un mât tubulaire à base d'aluminium présentant d'excellentes performances de résistance à la déflexion selon un ou plusieurs axes d'efforts privilégiés, tout en obtenant un mât dont l'opération de conificaton peut être mise en oeuvre industriellement. REVENDICATIONS 1-Mât tubulaire creux (1) à base d'aluminium caractérisé en ce qu'il comporte une section transversale de longueur périphérique totale (L) comprenant au moins deux portions de longueur unitaire (L1, L2) de dimensions sensiblement identiques, réparties angulairement de manière symétrique au sein de la longueur totale (L), lesdites portions (L1, L2) comportant chacune deux extrémités (3,4) et étant d'épaisseurs régulièrement variables entre ces deux extrémités, de telle sorte que leur épaisseur est minimale à partir de chaque extrémité (3,4) et croît en direction du centre (5) de chaque portion (L1, L2) pour être maximale sensiblement au centre (5) de chacune desdites portions (L1, L2). 2-Mât selon la revendication 1 caractérisé en ce que les portions (L1, L2) sont séparées par des portions d'épaisseur constante (P). 3-Mât selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte une section transversale formée d'au moins trois portions d'épaisseur variables (L1, L2, L3) séparées chacune par trois portions d'épaisseur constante (P). 4-Mât selon la revendication 3 caractérisé en ce que les portions d'épaisseur constante (P) ont une épaisseur sensiblement égale à l'épaisseur minimale des portions d'épaisseur variable (L1, L2, L3) 5-Mât selon les revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que chaque portion d'épaisseur variable (L1, L2, L3) occupe un secteur angulaire de l'ordre de 78, 50 environ, alors que chaque portion d'épaisseur constante occupe un secteur annulaire de l'ordre de 41, 5 . 6-Mât selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la section transversale est sensiblement conique. 7-Mât selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la section transversale est sensiblement cylindrique 8-Mât selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le ratio d'épaisseur entre les extrémités (3,4) et le centre (5) de chaque portion (L1, L2, L3) est respectivement de l'ordre de 3/5 environ. 9-Mât selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte au moins une ouverture (10) de porte (9) dont les deux découpes longitudinales (11) sont ménagées dans une portion d'épaisseur variable (L1, L2, L3). 10-Mât selon la revendication 9 caractérisé en ce que les deux découpes longitudinales (11) de la porte (9) sont ménagées de manière symétrique de part et d'autre d'un axe de symétrie (Y) de la section transversale passant par le centre (5) d'une portion d'épaisseur variable (L1, L2, L3) et à l'opposé dudit centre (5). 11-Mât selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'il comporte au moins une crosse (12) s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe longitudinal du mât, et disposée sensiblement à l'aplomb de l'ouverture (10) de la porte (9). 12-Mât selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce qu'il comporte au moins une nervure de calage (14) d'un outil de découpe de l'ouverture (10) de la porte (9), ladite nervure étant située sur la face intérieure (SI) dudit mât tubulaire. 13-Mât selon la revendication 12 caractérisé en ce que la nervure de calage (14) est située sensiblement au centre d'une portion d'épaisseur variable (L1, L2, L3). 14-Procédé d'ouverture de porte dans un mât tubulaire à base d'aluminium dans lequel on assure le positionnement de l'outil d'ouverture par rapport au mât, puis on assure l'ouverture de la porte, caractérisé en ce qu'on assure le positionnement de l'outil d'ouverture relativement à une nervure de calage ménagée sur la face interne du mât tubulaire