Brevet FR2840948A1 — publié le 20031219

La présente invention concerne le montage d'éléments d'obstruction d'une ouverture dans une surface de matériaux de construction, par exemple des murs ou une toiture, et trouve une application particulièrement intéressante, mais non limitée à cela, pour les grilles de protection antichute des personnes à travers une bouche d'évacuation de fumées en toiture. Si l'on reprend l'exemple ci-dessus, certains bâtiments disposent un système d'évacuation d'air ou de fumées, comportant une bouche d'évacuation de gaz découpée dans la toiture. La bouche d'évacuation constitue éventuellement le débouché d'une conduite interne au bâtiment. Cette bouche ou trappe est éventuellement fermée, au repos, par un dôme transparent ou équivalent, dont on peut rapidement commander le pivotement ou le glissement pour démasquer la bouche en cas de besoin. Une telle bouche d'aération constitue une discontinuité mécanique de la toiture et donc présente un danger de chute pour les personnes susceptibles d'intervenir en toiture, pour des réparations de celle-ci, des poses d'antennes ou autres. De façon classique, la bouche d'aération est pourvue d'une grille de protection anti-chute des personnes. Précisément, la bouche est coiffée par une costière, c'est- à-dire d'une sorte de coffrage ou embase fixé au pourtour de la bouche, et qui constitue une sorte de conduit qui en rehausse le plan de sortie à l'air libre de quelque dizaines de centimètres. La costière offre un début de protection puisqu'elle constitue un obstacle vertical sur lequel buterait le pied d'une personne ne l'ayant pas vue, lui évitant ainsi de poser le pied au-dessus de la bouche. Toutefois, une chute suite à un déséquilibre n'est pas exclue, c'est pourquoi il est prévu une grille dans un plan parallèle à la bouche. Cette grille doit supporter la chute d'une masse déterminée depuis une certaine hauteur, c'est- à-dire absorber une énergie déterminée, représentant celle d'une personne tombant dessus. Il faut donc prévoir une grille suffisamment solide pour en particulier résister en flexion à une charge appliquée dans sa zone centrale. Comme la grille est en général de grande dimension, il faut prévoir des barreaux de forte section. Le coût en est donc relativement élevé. En outre, dans le cas particulier des ouvertures d'aération, les barreaux constituent une gêne au passage de l'air. La présente invention vise à proposer une solution intéressante pour, d'une façon générale, permettre un montage efficace, c'est-à-dire résistant aux chocs, d'un élément d'obstruction tel que grille, panneau, ou autre, au niveau d'une ouverture. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de montage de moyens d'obstruction sur le bord d'une ouverture percée dans une surface de matériaux de construction, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens amortisseurs, prévus pour relier les moyens d'obstruction au bord de l'ouverture et agencés pour absorber progressivement l'énergie cinétique d'un corps externe heurtant une face des moyens d'obstruction. Ainsi, les moyens d'obstruction n'ont pas à résister à la totalité d'un choc. Au contraire, ils reculent pour solliciter les moyens amortisseurs, c'est-à-dire déporter vers ceux-ci l'énergie cinétique reçue. Comme ceux-ci sont en appui sur le bord de l'ouverture, ils travaillent dans de bonnes conditions. Ainsi, les moyens d'obstruction, qui s'étendent en travers de l'ouverture, en général de grande taille, et qui doivent donc présenter une section ou épaisseur relativement importante pour résister à la charge de flexion, peuvent, dans le cadre de l'invention, être de section plus limitée puisque la force engendrant la flexion est déportée sur le bord. Les moyens de montage peuvent être agencés pour absorber l'énergie cinétique par frottement sur une paroi de l'ouverture, en cas de recul des moyens d'obstruction sous l'effet du heurt par le corps. L'ouverture peut en particulier présenter une embouchure frontale de taille déterminée raccordée à une surface interne de forme conique à section transversale décroissante dans une direction de recul par choc des moyens d'obstruction, pour coincer les moyens de montage. Avantageusement, les moyens de montage comportent un étrier, de réception d'un bord des moyens d'obstruction, relié à une patte comportant un croc déformable d'accrochage sur une surface d'embouchure de l'ouverture. L'étrier peut faire partie des moyens amortisseurs et être déformable. Les moyens de montage peuvent comporter des moyens d'appui des moyens d'obstruction, disposés sur une surface d'embouchure de l'ouverture et agencés pour s'écraser progressivement en cas de choc. Certains des moyens de montage peuvent être intégrés avec les moyens d'obstruction sous la forme de crocs latéraux déformables prévus pour prendre appui sur une surface d'embouchure frontale de l'ouverture. Les moyens d'obstruction peuvent comporter une grille, par exemple pour une costière de toiture. L'ouverture considérée peut en particulier être définie par des parois d'une costière de toiture. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation de la présente invention, en référence au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue de dessus en perspective d'une embase ou costière comportant une grille anti-chute montée selon la présente invention, et - la figure 2 est une vue en coupe verticale d'une paroi de la costière vue selon la flèche F2 de la figure 1. La costière 1 de la figure 1 coiffe une bouche d'aération 2 d'une toiture non représentée. La costière 1 présente dans cet exemple une section transversale sensiblement carrée, d'environ ici un mètre de côté, limitée par quatre parois latérales identiques 11,12, 13, 14, formant une sorte de tronçon de conduit relativement court. Pour la simplicité de l'exposé, la toiture est supposée ici être horizontale, c'est-à-dire que la bouche d'aération 2 est horizontale et les parois 11 à 14 sont verticales. L'invention n'est évidemment par limitée à ce cas particulier. Les parois 11 à 14 sont limitées par des bords inférieurs 21,22, 23,24 respectifs posés sur le pourtour de la bouche 2 et fixés à celui-ci par des vis ou équivalent dans la zone repérée 3. Les parois 11 à 14 présentent en outre des bords supérieurs respectifs 26,27, 28,29 présentant sensiblement la taille de la bouche 2, qui est ainsi fonctionnellement déportée vers le haut d'environ 30 cm dans cet exemple. La costière 1 porte intérieurement une grille 30 de protection anti-chute des personnes, c'est-à-dire s'étendant transversalement. La grille 30 de cet exemple particulier constitue un élément d'obstruction de la bouche 2 vis-à-vis des personnes, tout en permettant le passage des gaz. Dans un autre exemple, la grille 30pourrait être remplacée par une vitre ou équivalent. La grille 30 comporte un cadre constitué de quatre fils métalliques, à savoir deux fils de chaîne opposés 31 et 33 et deux fils de trame opposés 35 et 39. Le cadre ci-dessus est complété, ou garni d'un remplissage en treillis constitué par un fil intermédiaire de chaîne 32, situé à mi-distance des fils extrêmes de chaîne 31 et 33, et par trois fils intermédiaires de trame 36,37, 38 équirépartis entre les fils extrêmes de trame 35 et 38. Précisément, les fils de chaîne 31 à 33 s'étendent dans un plan dit inférieur et portent les fils de trame 35 à 39, soudés dessus. Dans cet exemple particulier, il s'agit de fils d'acier galvanisé de 8 mm de diamètre, espacés selon un pas de trame de 17 cm et un pas de chaîne de 50cm. La longueur des fils de trame 35 à 39 correspond à la distance séparant les parois 12, ici dite avant, et 14, ici dite arrière. Les faces internes des parois avant 12 et arrière 14 portent des éléments 41,42 (ici cachés) et 43,44 de support des fils de trame extrêmes respectifs, avant 31 et arrière 33, et d'amortissement des chocs. Ainsi, les fils de trame sont supportés à leurs extrémités par les éléments 41 à 44 à travers les fils extrêmes de chaîne 31 à 33 sur lesquels ils sont posés. Le fil de chaîne intermédiaire 32, soudé aux divers fils de trame 35 à 39, assure un couplage mécanique entre ceux-ci, c'est-à-dire transmet, en cas de chute d'un corps, toute flexion de l'un de ces derniers aux autres. Le maillage géométrique des fils se double ainsi d'un maillage mécanique, garantissant une répartition des charges et donc une résistance optimale à la rupture. Les éléments de support et d'amortissement 41 à 44 sont, de façon générale, des reliefs, ou surfaces, transversaux sur lesquels s'appuient les fils de cadre 31, 33,35, 39 ou, comme ici, seulement certains de ceux-ci. La figure 2 montre que, dans cet exemple, les éléments de support 41,42 et 43,44 sont des sortes d'équerres dont une patte inférieure 51 est vissée ou boulonnée, par des vis 61, à la paroi arrière 14 (ou 12), la patte 51 se prolongeant vers le haut par un tronçon d'appui ou étrier 52, en quart de cercle, prévu pour recevoir le fil de chaîne 33 (ou 31) . Le tronçon d'appui 52 se prolonge vers le haut selon un autre tronçon en quart de cercle 53 pour former une boucle en demi-cercle emprisonnant le fil de chaîne reçu 33 et se poursuivant par une patte supérieure verticale de fixation 54, fixée à la paroi 14 par un boulon 62. La patte supérieure 54 se termine par un tronçon d'extrémité d'accrochage 55, c'est-à-dire présente une forme de croc latéral tourné vers l'extérieur de la paroi 14, croc dont l'extrémité est posée sur la tranche du bord supérieur 29 de la paroi arrière 14. Cette tranche présente une surface horizontale 290 d'embouchure frontale et se poursuit par un retour de tôle externe vertical 292 de protection contre la pluie et de maintien d'une couche 50 de matériau isolant externe, dessinée à gauche de la paroi de tôle 14, et d'une couche de matériau étanche à l'eau, non dessinée. Un talon de bandes collantes en partie basse 21 à 24, de position repérée 3, assure l'étanchéité contre le ruissellement. Pour permettre un bon accrochage, la surface 290 comporte, au moins dans la zone de pourtour où se situe chaque élément 43,44, un relief de tôle 291 en saillie vers le haut, de forme correspondant à celle du croc 55 qu'il reçoit. Les caractéristiques de la grille 30et de son montage sur la costière 1 vont maintenant être précisées. En cas de chute d'un corps de masse relativement importante, par exemple 50 kg tombant de 2,4 mètres, selon une norme classique, le montage de la grille 30 reçoit une énergie de 1200 joules, qu'il doit supporter sans se rompre. A cet effet, la grille 30 elle-même présente la maillage mécanique exposé ci-dessus, qui évite les contraintes localisées, et repousse donc sa limite de rupture. En outre, et surtout, le montage du cadre de la grille 30 sur la costière 1 n'est pas rigide mais comporte au contraire les éléments déformables 41 à 44 dont la déformation absorbe une certaine énergie. Précisément, ce sont les crocs comme le croc 55 qui, en cas de force extérieure d'enfoncement de la grille 30, tendent à s'ouvrir pour se libérer des reliefs 291. Selon le métal choisi et l'intensité de la force d'enfoncement, la déformation des crocs 55 peut être permanente ou temporaire, avec rappel élastique vers la forme et donc la position d'accrochage prévue. Chaque croc comme le croc 55 est donc conçu pour se déformer sous la contrainte en restant toutefois accroché au relief 291 tant qu'un seuil minimal de force appliquée n'est pas dépassé. En d'autres termes, la force d'une chute appliquée sur la grille 30 enfonce légèrement celle-ci et ce déplacement d'enfoncement correspond à un travail ou énergie de déformation du croc 55 et des autres. Dans le présent exemple, chacun des quatre crocs comme le croc 55 est ainsi prévu pour supporter une énergie de 300 joules avant de présenter un angle d'ouverture susceptible de permettre sa libération hors du relief 291. En variante, la saillie 291 du bord supérieur d'embouchure 290 peut s'écraser vers le bas sous l'effet de l'enfoncement de la grille 30 en cas de choc. En complément ou à la place, la surface d'embouchure 290 peut s'écraser, le croc 55 pouvant alors ne servir que d'élément de maintien en place, alors éventuellement indéformable. Il peut aussi être prévu à cet effet une garniture de matériau déformable, par exemple élastique. L'énergie cinétique de chute est ainsi transformée en une énergie correspondante d'écrasement d'une partie du bord supérieur 290,291, c'est-à-dire tourné vers la direction d'arrivée du corps heurtant la grille 30. En pareil cas, l'énergie absorbée par la saillie 291 se retranche de celle que le croc 55 doit absorber. Il peut alors être prévu que la saillie 291 présente une résistance aux déformations qui soit inférieure à celle du croc 55, et qu'elle assure éventuellement à elle seule l'absorption de l'énergie du seuil minimal visé. Le croc 55 garantit alors une sécurité ou marge supplémentaire de résistance. Toujours en variante, l'étrier 52 est déformable, pour assurer seul ou avec le croc 55, l'amortissement voulu, selon que les boulons 61,62 sont ou non suffisamment vissés pour assurer un blocage des pattes 51 et 54, ou autorisent un glissement de celles-ci en cas de chute. Dans le cas présent, les boulons ou vis 61,62 sont optionnels et servent ici à plaquer les pattes 51 et 54 contre la paroi 14, ou au moins à les maintenir à distance intérieure au diamètre du fil 33, pour ainsi fermer l'espace en demi-cercle des tronçons 52 et 53 logeant et donc emprisonner le fil 33. En particulier, les pattes 51 et 54 peuvent comporter des lumières verticales de réception des corps des vis 61 et 62, permettant ainsi la course de descente limitée de l'élément d'appui 44 lors de la déformation du croc 55, sans risque de rupture brutale des corps de vis 61,62 par cisaillement. Il peut toutefois être prévu que les vis 61,62 ne présentent qu'une résistance limitée, afin de se rompre par cisaillement en cas de chute et ainsi absorber une partie de l'énergie de chute, le croc 55 assurant par lui-même l'absorption du reste de l'énergie de chute et le maintien en position de la grille 30. Les vis 61 et 62 pourraient donc ne pas être serrées à fond, n'ayant pas obligatoirement une fonction de placage étroit des pattes 51,54 sur la paroi 14. En variante, il peut toutefois être prévu que les vis 61 et 62 soient serrées selon un couple de serrage déterminé et limité pour permettre la course de glissement limitée vers le bas de l'élément d'appui 44. Il peut alors être prévu un montage avec frottement déterminé de l'élément d'appui 44 plaqué sur la surface interne de la paroi 14. Le déplacement vers le bas de l'élément d'appui 44, donc de la composante tangentielle de la force d'appui sur la paroi 14, correspond ainsi à un travail déterminé, c'est-à-dire que ce déplacement absorbe, par arrachement de matière et échauffement de frottement, tout ou partie de l'énergie de choc. On rappellera que la composante tangentielle est égale au produit de la force de pression, normale aux surfaces en contact, par le coefficient de frottement entre les deux matériaux (14,44) en contact. Il peut encore être prévu- que le croc 55 se prolonge pour prendre appui sur la surface externe de la paroi 14 afin de constituer, avec les pattes 51 et 54, une paire de mâchoires élastiques pinçant la paroi 14, avec frottement, un jeu de course possible en descente étant prévu en partie haute. En variante encore, il peut être prévu que la surface interne de la paroi 14 (et 12), en contact avec les éléments d'appui 41 à 44 ou des éléments équivalents de montage de la grille 30, s'ouvre vers le haut en forme de cône, ce qui équivaut à une surface de bord supérieur 290 non plus horizontale mais tournée partiellement vers l'intérieur. En pareil cas, la course de descente de la grille 30provoque la déformation, par effet de coin lié au recul radial vers l'axe central vertical (non représenté) de la costière 1, du croc d'extrémité 55 ou d'un tronçon d'extrémité équivalent, plaqué sur la surface 290 alors conique. Encore en variante, la grille 30 est modifiée pour y intégrer les éléments d'appui ou accrochage aux parois de la costière 1. En pareil cas, certains des fils 31 à 33 et 35 à 39 sont prolongés latéralement hors du cadre de grille sous la forme de crochets ayant la forme et la fonction de la patte supérieure 54 avec éventuellement son croc 55, pour un accrochage à la saillie 291 ou un appui sur la surface interne conique des parois 11 à 14, si tel est le cas. Des explications ci-dessus, il apparaît donc que l'amortissement de la chute d'un corps sur la grille 30 peut être assuré par déformation, élastique ou non, d'éléments d'appui ou suspension (55) et/ ou par un recul de la grille 30avec frottement sur les parois 12 et 14 de la costière 1. Comme expliqué ci-dessus, les éléments de montage de la grille (30) sur la costière 1 peuvent éventuellement être d'un seul tenant avec la grille (30) et l'amortissement des chutes peut être assuré par les éléments de montage (41 à 44), intégrés ou non, de la grille (30) et/ ou par des éléments solidaires de la costière 1, ici les saillies comme celle référencée 291. On notera par ailleurs que le montage de la grille 30 aurait pu être prévu directement sur le bord de l'ouverture de toiture 2, mais que l'absence des parois 11 à 14 rehaussant cette ouverture 2 ne permettrait pas d'assurer facilement l'étanchéité voulue contre la pluie, assurée par les parties obliques dessinées au niveau des parties basses 21 à 24. Le montage décrit et ses variantes sont destinés à absorber une certaine énergie cinétique. Leur application se trouve aussi dans la protection de type anti-intrusion, donc en particulier les grilles, vitres ou équivalents, en général verticales, de protection de zones ou locaux, susceptibles de subir un choc volontaire par un marteau ou même une voiture. Revendications 1. Dispositif de montage de moyens d'obstruction (30) sur le bord (290) d'une ouverture (1, 26-29) percée dans une surface de matériaux de construction, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens amortisseurs (41-44, 291), prévus pour relier les moyens d'obstruction (30) au bord (290) de l'ouverture (1, 26-29) et agencés pour absorber progressivement l'énergie cinétique d'un corps externe heurtant une face des moyens d'obstruction (30). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de montage (41-44,291) sont agencés pour absorber l'énergie cinétique par frottement sur une paroi (12,14) de l'ouverture, en cas de recul des moyens d'obstruction (30) sous l'effet du heurt par le corps. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la paroi (12,14) de l'ouverture présente une embouchure frontale (290) de taille déterminée raccordée à une surface interne de forme conique à section transversale décroissante dans une direction de recul par choc des moyens d'obstruction (30), pour coincer les moyens de montage (41-44). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de montage (41-44,291) comportent un étrier (52), de réception d'un bord des moyens d'obstruction (30), relié à une patte (54) comportant un croc déformable (55) d'accrochage sur une surface d'embouchure (290) de l'ouverture. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'étrier (52) fait partie des moyens amortisseurs et est déformable. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les moyens de montage (41-44, 291) comportent des moyens d'appui (291) des moyens d'obstruction (30), disposés sur une surface d'embouchure (290) de l'ouverture (26-29) et agencés pour s'écraser progressivement en cas de choc. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel certains des moyens de montage sont intégrés avec les moyens d'obstruction (30) sous la forme de crocs latéraux déformables prévus pour prendre appui sur une surface d'embouchure frontale (290) de l'ouverture. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens d'obstruction comportent une grille (30) . 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'ouverture considérée est définie par des parois (11-14) d'une costière de toiture.