Brevet FR2831826A1 — publié le 20030509

La présente invention se rapporte au domaine de la sécurité d'ancrage, par exemple de personnes intervenant en hauteur sur des toits de bâtiments ou d'autres ouvrages. Pour assurer la sécurité des personnes, en particulier sur des toitures, l'intervenant dispose d'un harnais et d'une liaison qu'il connecte à un dispositif d'ancrage. En cas de chute, c'est ce dispositif d'ancrage, fixé à une structure d'accueil, par exemple le toit, qui assure la retenue de la chute. Un tel dispositif d'ancrage doit pouvoir limiter au maximum la hauteur de chute de la personne et induire le minimum d'efforts sur la structure d'accueil. Dans certains cas, la structure d'accueil ne présente pas une résistance suffisante pour encaisser des efforts importants, comme par exemple lors d'une chute. Il est par conséquent essentiel, dans ces cas là, que le dispositif d'ancrage dispose d'une capacité d'absorption d'énergie, fonctionnant en quelque sorte comme un amortisseur de choc. Il est également nécessaire, lors de la fixation du dispositif d'ancrage sur la structure d'accueil, par exemple un toit, d'assurer l'étanchéité dudit toit. Ce problème se pose en particulier pour les dispositifs d'ancrage fixés directement sur la charpente et traversant la couverture de toit. Il est évident qu'assurer à nouveau l'étanchéité de la couverture de toit après la mise en place du dispositif d'ancrage, augmente substantiellement le coût de l'intervention. La fixation de dispositifs d'ancrage directement sur la couverture de toit, pose des problèmes de résistance aux efforts d'une part et des problèmes liés à des formes variables des couvertures de toit d'autre part. Des dispositifs d'ancrage, connus, présentent souvent des moyens d'amortissement qu'il convient de tarer, afin qu'ils résistent à un choc ou une traction dont l'intensité est en deçà d'un certain seuil. La mise au point de tels dispositifs d'ancrage est très délicate et nécessite un nombre important d'essais pour chaque prévision d'utilisation. Il faut en effet s'assurer que les moyens d'amortissement ne s'activent pas pour une sollicitation inférieure à une intensité prédéterminée d'une part et que ce réglage n'influence pas de façon négative le taux d'amortissement d'autre part. Les paramètres peuvent être difficilement conciliables et les essais ne permettent pas en général d'effectuer une vérification sans détériorer irréversiblement le dispositif d'ancrage. Par couverture de toit, il faut entendre tout recouvrement d'un toit, et notamment un bac acier nervuré, par exemple à profil trapézoïdal. Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif d'ancrage dont la fiabilité peut être vérifiée sans surcoût, et qui le cas échéant peut être réutilisé avec un minimum de réparation soit pour des essais complémentaires, soit pour la fixation sur un toit. Un autre but de la présente invention vise à ajuster le comportement dynamique du dispositif d'ancrage, en fonction d'une utilisation et/ou de contraintes particulières. Un autre but de la présente invention est de réaliser un dispositif d'ancrage dont la fiabilité de la fixation ou l'utilisation ne soit pas remise en cause lorsque le profil de la couverture de toit change. Un but complémentaire de la présente invention vise à assurer une sécurité d'ancrage malgré une résistance aux efforts faible que présente une couverture de toit sur laquelle est fixé le dispositif d'ancrage. Selon l'invention, le dispositif d'ancrage destiné à équiper, par exemple, un toit d'un bâtiment, comporte : - une embase associée à des moyens de fixation pour sa fixation sur une couverture de toit, - un élément d'accrochage monté sur l'embase et comportant un anneau d'accrochage à son extrémité distante de l'embase, - des moyens de basculement permettant à l'élément d'accrochage de basculer en cas de choc, dans un plan normal par rapport au plan d'extension de l'embase, - des moyens d'amortissement permettant d'absorber de l'énergie au cours du basculement de l'élément d'accrochage, - lesdits moyens d'amortissement comprenant un moyen de déclenchement permettant d'empêcher tout basculement de l'élément d'accrochage lorsque ce dernier est soumis à une force dont l'intensité est inférieure à un seuil prédéterminé, ledit moyen de déclenchement étant une pièce amovible et distincte des autres éléments constitutifs des moyens d'amortissement. Selon un exemple de réalisation du dispositif d'ancrage conforme à l'invention, les moyens d'amortissement comprennent des éléments coulissants avec friction. Selon un exemple de réalisation, le moyen de déclenchement est une pièce déformable dont la résistance à la déformation détermine le seuil prédéterminé de déclenchement. Selon un exemple de réalisation, le dispositif d'ancrage comprend : - une tige filetée, articulée sur l'embase avec l'une de ses extrémités, l'autre extrémité s'étendant à l'intérieur d'un corps tubulaire, en traversant une ouverture ménagée dans une première extrémité du corps tubulaire, - un fourreau dont la face supérieure présente une ouverture traversée par un embout de l'anneau d'accrochage, ledit embout traversant également la seconde extrémité dudit corps tubulaire de manière à enserrer ladite face supérieure du fourreau, l'extrémité inférieure dudit fourreau étant ouverte et prenant appui avec sa tranche sur l'embase, - des moyens de montage du moyen de déclenchement sensiblement à l'extrémité de la tige filetée s'étendant à l'intérieur du corps tubulaire, - et des appuis périphériques pour le moyen de déclenchement, solidaires du corps tubulaire s'opposant au déplacement dudit moyen de déclenchement en cas de sollicitation de l'anneau d'accrochage. Selon un exemple de réalisation, les appuis périphériques sont réalisés avec le chant d'un tube de friction inséré dans le corps tubulaire, ledit tube de friction étant en appui avec son chant opposé sur la face intérieure de la première extrémité du corps tubulaire. Selon un exemple de réalisation, le moyen de déclenchement est une rondelle déformable. Selon un exemple de réalisation, les moyens de montage de la rondelle comprennent un guide de coulissement, une pièce conique, un joint torique et un écrou, montés sur la tige filetée. Selon un exemple de réalisation, l'embase comprend des moyens de réglage de l'écartement des moyens de fixation. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront également de la description détaillée donnée ci-après, en référence aux dessins annexés, à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues schématiques du dispositif d'ancrage conforme à l'invention dans deux situations différentes, - la figure 3 est une coupe du dispositif d'ancrage conforme à l'invention, en position verticale, - la figure 4 est un détail agrandi de la figure 3, - la figure 5 est une coupe du dispositif d'ancrage sollicité par une force F, - la figure 6 est un détail agrandi de la figure 5, - la figure 7 est une coupe du dispositif d'ancrage conforme à l'invention, en position basculée. - les figures 8 et 9 montrent un autre exemple de réalisation de l'embase du dispositif conforme à l'invention. La figure 1 montre un exemple de réalisation d'un dispositif d'ancrage 1 conforme à l'invention. Le dispositif d'ancrage 1 comprend un élément d'accrochage 2 surmonté d'un anneau d'accrochage 3. Le dispositif d'ancrage 1 comporte également une embase 4 destinée à être fixée sur une couverture de toit 5. Des moyens de montage de l'élément d'accrochage 2 sur l'embase 4 sont également prévus. L'embase 4 est destinée à être fixée sur la couverture de toit 5 à l'aide de moyens de fixation 6 type vis auto-foreuse traversant respectivement une extrémité d'appui 7 de l'embase 4 pour venir se visser par exemple dans une nervure 8 de la couverture de toit 5, tel que cela est représenté par exemple à la figure 3. L'embase 4 présente à cet effet des perçages 9. Ces derniers sont ménagés par exemple dans l'extrémité d'appui 7 de l'embase 4. L'embase 4 est constituée de deux parties 4a, 4b partiellement superposées et susceptibles de coulisser l'une par rapport à l'autre à des fins de réglage. Chacune des parties 4a, 4b est pourvue d'un trou oblong 10,11 ménagé sensiblement en partie centrale et orientée de façon à se recouvrir mutuellement sur une partie au moins de leur longueur. Ainsi, lors du coulissement de réglage des parties 4a, 4b, les trous oblongs 10 et 11 restent au moins partiellement superposés. Le dispositif d'ancrage 1 comporte également des moyens de serrage traversant les trous oblongs 10 et 11 en recouvrement, de manière à permettre de solidariser les deux parties 4a, 4b formant l'embase 4 avec l'élément d'accrochage 2. Ce dernier comprend un fourreau 12 dans lequel sont intégrés au moins en partie des moyens de serrage. Ces derniers sont constitués par les moyens de montage de l'élément d'accrochage 2 sur l'embase 4. Le dispositif d'ancrage 1 comporte également des moyens lui permettant de basculer l'élément d'accrochage 2 dans un plan normal au plan d'extension de l'embase 4, et ce en cas de sollicitation dudit élément d'accrochage 2. La figure 2 représente ainsi l'élément d'accrochage 2 dans une position basculée, par exemple après une sollicitation ou une forte traction sur l'anneau d'accrochage 3. L'élément d'accrochage 2 est ainsi basculé d'un angle 1 de manière à ce que l'orientation de son axe longitudinal J se rapproche au mieux d'un axe contenu dans le plan d'extension de l'embase 4. Une forte traction sur l'anneau d'accrochage 3 en position basculée (figure 2) conduira ainsi à des efforts de cisaillement sur les moyens de fixation 6 de l'embase 4. Les efforts de traction ou d'arrachage seront ainsi sensiblement réduits. Ceci est parfaitement compatible avec une résistance moindre d'une couverture de toit 5, laquelle peut présenter une épaisseur relativement faible. Le dispositif d'ancrage 1 comporte par exemple des moyens d'absorption d'énergie ou d'amortissement activés lors du basculement de l'élément d'accrochage 2 par rapport à l'embase 4. Ces moyens d'absorption d'énergie sont par exemple intégrés dans le fourreau 12. L'embase 4 comprend des moyens de réglage de l'écartement entre les moyens de fixation 6. Les moyens de réglage sont réalisés avec l'embase 4 en deux parties 4a, 4b susceptibles de coulisser l'une par rapport à l'autre, avec les trous oblongs 10 et 11 qui se recouvrent mutuellement sur au moins une partie de leur longueur et avec des moyens de serrage. Ces derniers comprennent des plaques de serrage 13 et 14 destinées à enserrer les parties d'embase 4a, 4b superposées. Une pièce de liaison 15, du type étrier sensiblement en U renversé, traverse ainsi respectivement la plaque de serrage 14, les trous oblongs 10 et 11 et la plaque de serrage 13, et présente à chacune de ses branches 15a un écrou de blocage 16. Les écrous de blocage 16 se retrouvent ainsi sous l'embase 4. Le dispositif d'ancrage 1 comprend également une tige filetée 17 articulée sur l'embase 4 avec l'une de ses extrémités, plus précisément sur la pièce de liaison 15, l'autre extrémité s'étendant à l'intérieur d'un corps tubulaire 18. La tige filetée 17 traverse à cet effet une ouverture ménagée dans une première extrémité 18a dudit corps tubulaire 18. L'extrémité supérieure 12a du fourreau 12 présente une ouverture traversée par un embout 3a de l'anneau d'accrochage 3. Ce dernier traverse également la seconde extrémité 18b du corps tubulaire 18 de manière à enserrer ladite extrémité supérieure 12a du fourreau 12. L'extrémité inférieure du fourreau 12 est ouverte et prend appui, avec sa tranche, sur l'embase 4 et plus précisément sur la plaque de serrage 14. Selon l'invention, les moyens d'amortissement sont par exemple intégrés dans le fourreau 12. Les moyens d'amortissement comprennent un moyen de déclenchement permettant d'empêcher tout basculement de l'élément d'accrochage 2 lorsque ce dernier est soumis à une force dont l'intensité est inférieure à un seuil prédéterminé. Le moyen de déclenchement est une pièce amovible, et distincte des autres éléments constitutifs des moyens d'amortissement. Cette dernière peut alors être remplacée indépendamment des autres éléments constitutifs des moyens d'amortissement ou du dispositif d'ancrage 1. Le dispositif d'ancrage 1 comporte à cet effet des moyens de montage du moyen de déclenchement, sensiblement à l'extrémité de la tige filetée 17 s'étendant à l'intérieur du corps tubulaire 18. Ce dernier présente avantageusement des appuis périphériques pour le moyen de déclenchement, solidaires dudit corps tubulaire 18 et s'opposant au déplacement dudit moyen de déclenchement en cas de sollicitation de l'anneau d'accrochage 3. Le moyen de déclenchement est de préférence une pièce dont la résistance à la déformation détermine le seuil prédéterminé de déclenchement, et par conséquent le début de l'amortissement. Les appuis périphériques dans le corps tubulaire 18 sont réalisés avec un chant 19 d'un tube de friction 20 inséré dans le corps tubulaire 18. Le tube de friction 20 est en appui avec son chant opposé sur la face intérieure 18c de la première extrémité 18a du corps tubulaire 18. Le moyen de déclenchement est réalisé par une rondelle déformable 21. Le dispositif d'ancrage 1 comprend à cet effet des moyens de montage de la rondelle déformable 21 qui comprennent un guide de coulissement 22, une pièce conique 23, un joint torique 24 et un écrou de maintien 25, tous montés sur la tige filetée 17 telle que montrée à la figure 4. Le guide de coulissement 22 est destiné à centrer la tige filetée 17 dans le tube de friction 20 lors du basculement de l'élément d'accrochage 2, conduisant à un coulissement avec friction de la rondelle 21 déformée dans ledit tube de friction 20. Le guide de coulissement 22 est maintenu en position grâce au joint torique 24 et à la pièce conique 23, laquelle vient également bloquer la rondelle 21 sur le chant supérieur du tube de friction 20, le tout étant maintenu en position également grâce au serrage de l'écrou 25 à l'extrémité de la tige filetée 17. Le coulissement avec friction de la rondelle 21 déformée dans le tube de friction 20 permet d'absorber de l'énergie au cours du basculement de l'élément d'accrochage 2. Les moyens d'amortissement comprennent des éléments coulissant avec friction et la rondelle 21 permet de réaliser un moyen de déclenchement permettant d'empêcher tout basculement de l'élément d'accrochage 2 lorsque ce dernier n'est pas suffisamment sollicité. Une force de sollicitation de l'anneau d'accrochage 3 est matérialisée par la flèche F à la figure 5. Une intensité suffisante d'une telle force F correspondant par exemple à une chute d'une personne d'un toit conduit à une déformation de la rondelle 21 et à une friction homogène et périphérique dans le tube de friction 20. La tension relative exercée entre le tube de friction 20 et la tige filetée 17 est représentée par la flèche T sur la figure 6. La pièce conique 23 entraîne ainsi la rondelle 21 dans le tube de friction 20 dès que la tension T a atteint une intensité supérieure à celle correspondant au seuil de déformation de ladite rondelle 21. Lors du basculement de l'élément d'accrochage 2, c'est le fourreau 12 qui prend appui sur l'embase 4 et génère le coulissement de la rondelle 21 déformée dans le tube de friction. La force de traction relative entre le tube de friction 20 solidaire du corps tubulaire 18 et la tige filetée 17, permet ainsi d'amortir la chute d'une personne au cours du basculement dudit élément d'accrochage 2. La course de la rondelle déformable 21 dans le tube de friction 20 est limitée par l'arrivée en butée du guide du coulissement 22 contre la face intérieure 18c de la première extrémité 18a du corps tubulaire 18. Cette fin de course correspond également à un axe longitudinal J de l'élément d'accrochage 2, incliné au mieux et se rapprochant d'une inclinaison de 90 par rapport à une normale N du plan d'extension de l'embase 4. La force F matérialise ainsi le poids d'une personne qui a fait une chute, tel que cela est représenté à la figure 7. La force F est ainsi transmise aux moyens de fixation 6 principalement sous forme de force de cisaillement. Le risque d'arrachage des moyens de fixation 6 engagés dans des nervures 8, par exemple des vis auto-foreuses, est donc fortement réduit. Les moyens de serrage de l'élément d'accrochage 2 sont obtenus avec l'embout 3a venant se visser dans un écrou de serrage 3b avec la rotation de l'anneau d'accrochage 3 et enserrer ainsi la seconde extrémité 18b du corps tubulaire 18 et la face supérieure 12a du fourreau 12. Les dimensions du fourreau 12 et du corps tubulaire 18 sont choisies pour obtenir un serrage optimal de la rondelle 21 sur le chant 19 du tube de friction 20 lorsque l'élément d'accrochage 2 est en position verticale. Le serrage est obtenu par la rotation de l'anneau d'accrochage 3, l'articulation de la tige filetée 17 sur l'embase 4 et l'appui du fourreau 12 sur ladite embase 4. A titre de variante, l'écrou 3b peut être remplacé par un trou taraudé dans la face supérieure 12a du fourreau 12. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 8 et 9, l'embase 4 comprend deux bras 40a, 40b superposés dans leur partie centrale. Des perçages 40c prévus à chaque extrémité des bras 40a, 40b, sont destinés à être traversés par exemple par des vis auto-foreuses. Les bras 40a, 40b, sont susceptibles de pivoter l'un par rapport à l'autre à des fins de réglage. A cette fin des lumières oblongues 41,42 sont ménagées dans chaque bras 40a, 40b sensiblement en position centrale. Les lumières oblongues 41,42 du bras 40a recouvrent ainsi, au moins en parties les lumières oblongues de l'autre bras 40b. L'ampleur d'un tel recouvrement est fonction du pivotement relatif des deux bras 40a, 40b. Les moyens de serrage, comprenant par exemple l'étrier 15, traversent les lumières oblongues 41,42 superposées des deux bras 40a, 40b et permettent ainsi de solidariser les deux bras 40a, 40b formant l'embase 4, avec l'élément d'accrochage 2. Avant le serrage il est aussi possible par l'intermédiaire du pivotement relatif des deux bras 40a, 40b de modifier l'écartement des perçages 40c et par conséquent des moyens de fixation. On passe par exemple d'un écartement maximal E schématisé à la figure 8 à un écartement minimal e schématisé à la figure 9. L'embase 4 peut alors s'adapter à des couvertures de toit présentant des écartements différents entre les nervures 8. Un avantage du dispositif d'ancrage 1 conforme à l'invention est la possibilité de basculer dans n'importe quel plan normal au plan d'extension de l'embase 4. Un autre avantage réside dans l'adaptabilité du dispositif d'ancrage 1 à différents écartements entre les nervures 8. Un autre avantage réside dans l'amovibilité de la rondelle 21. Cette dernière peut ainsi être remplacée à très faible coût. Un tel remplacement permettrait de modifier le seuil de déclenchement des moyens d'amortissement. On obtient ainsi des essais facilement reproductibles, ce qui n'est pas le cas avec la déformation plastique d'une pièce. La friction, et par conséquent l'amortissement, peut être contrôlée de façon plus fiable, dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ancrage (1) destiné à équiper, par exemple, un toit d'un bâtiment, comportant : - une embase (4) associée à des moyens de fixation (6) pour sa fixation sur une couverture de toit (5), - un élément d'accrochage (2) monté sur l'embase (4) et comportant un anneau d'accrochage (3) à son extrémité distante de l'embase (4), - des moyens de basculement permettant à l'élément d'accrochage (2) de basculer en cas de choc, dans un plan normal par rapport au plan d'extension de l'embase (4), - des moyens d'amortissement permettant d'absorber. de l'énergie au cours du basculement de l'élément d'accrochage (2), - lesdits moyens d'amortissement comprenant un moyen de déclenchement permettant d'empêcher tout basculement de l'élément d'accrochage (2) lorsque ce dernier est soumis à une force dont l'intensité est inférieure à un seuil prédéterminé, ledit moyen de déclenchement étant une pièce amovible et distincte des autres éléments constitutifs des moyens d'amortissement. 2. Dispositif d'ancrage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement comprennent des éléments coulissants avec friction. 3. Dispositif d'ancrage (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de déclenchement est une pièce déformable dont la résistance à la déformation détermine le seuil prédéterminé de déclenchement. 4. Dispositif d'ancrage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend : - une tige filetée (17), articulée sur l'embase (4) avec l'une de ses extrémités, l'autre extrémité s'étendant à l'intérieur d'un corps tubulaire (18), en traversant une ouverture ménagée dans une première extrémité (18a) du corps tubulaire (18), - un fourreau (12) dont la face supérieure (12a) présente une ouverture traversée par un embout (3a) de l'anneau d'accrochage (3), ledit embout (3a) traversant également la seconde extrémité (18b) dudit corps tubulaire (18) de manière à enserrer ladite face supérieure (12a) du fourreau (12), l'extrémité inférieure dudit fourreau (12), étant ouverte et prenant appui avec sa tranche sur l'embase (4), - des moyens de montage du moyen de déclenchement sensiblement à l'extrémité de la tige filetée (17) s'étendant à l'intérieur du corps tubulaire (18), - et des appuis périphériques pour le moyen de déclenchement, solidaires du corps tubulaire (18) s'opposant au déplacement dudit moyen de déclenchement en cas de sollicitation de l'anneau d'accrochage (3). 5. Dispositif d'ancrage (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les appuis périphériques sont réalisés avec le chant (19) d'un tube de friction (20) inséré dans le corps tubulaire (18), ledit tube de friction (20) étant en appui avec son chant opposé sur une face intérieure (18c) de la première extrémité (18a) du corps tubulaire (18). 6. Dispositif d'ancrage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de déclenchement est une rondelle (21) déformable. 7. Dispositif d'ancrage (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de montage de la rondelle (21) comprennent un guide de coulissement (22), une pièce conique (23), un joint torique (24) et un écrou (25), montés sur la tige filetée (17). 8. Dispositif d'ancrage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'embase (4) comprend des moyens de réglage de l'écartement des moyens de fixation (6).