Brevet FR2871191A1 — publié le 20051209

TRAPPE DE DESENFUMAGE La présente invention est relative à une trappe de désenfumage destinée à équiper des galeries d'air prévues dans des tunnels, routiers ou autres. Les tunnels et plus particulièrement les tunnels routiers sont équipés d'un système de ventilation pour le renouvellement de l'air à l'intérieur de la ou des galeries principales ou voies de circulation permettant par exemple la circulation des véhicules. Ainsi, les tunnels sont équipés d'un ensemble de galeries d'air, telles que des galeries d'amenée d'air frais et des galeries d'air vicié ou galeries de désenfumage, qui communiquent avec la ou les galeries principales par l'intermédiaire de trappes de désenfumage permettant une mise en circulation de l'air par un système de ventilation entre les différentes galeries. Cet organe stratégique dans le dispositif de désenfumage des tunnels routiers 20 permet, en cas d'incendie, l'extraction des fumées dans la zone du sinistre, zone dénommée canton . Une installation type de désenfumage en tunnel de type routier à ventilation transversale doit comporter une ou plusieurs usines de désenfumage le long ou en extrémité du tunnel équipées de ventilateurs de désenfumage, conçues pour pouvoir extraire du tunnel des fumées à quatre cents degrés pendant deux heures. Egalement, une installation de désenfumage doit comprendre une ou plusieurs 30 galeries ou gaines de désenfumage longeant ou surplombant la ou les voies de circulation sur toute la longueur de l'ouvrage. Ces galeries ou gaines de désenfumage sont raccordées aux usines de désenfumage permettant la collecte, l'acheminement des fumées aspirées vers 35 les usines de désenfumage puis leur évacuation vers l'extérieur. Ainsi, plusieurs trappes motorisées de désenfumage uniformément réparties le long du tunnel sont installées sur la partie donnant sur les voies de circulation des gaines de désenfumage. En cas d'incendie, dès la localisation de celui-ci par l'exploitant, les trappes situées au droit de l'incendie c'est à dire dans le canton du sinistre, sont télécommandées en ouverture par l'exploitant. Cette action permet la concentration de toute la capacité de désenfumage, en terme de débit d'extraction, dans la zone de l'incendie, quelle que soit sa position le long de l'ouvrage. Les trappes de désenfumage non situées dans le canton activé restent en position fermée (avec une bonne étanchéité). Etant donné la forte exposition en température de ces équipements en cas d'incendie, les trappes de désenfumage doivent garantir un fonctionnement dans les conditions suivantes: É Pendant une durée de quinze minutes, uniquement en ouverture à une température de quatre cent degrés dans le tunnel et vingt degrés dans la gaine; É Pendant une durée d'une heure, en ouverture et en fermeture à une température de deux cent degrés dans le tunnel et dans la gaine; É Pendant une durée d'une heure, uniquement en ouverture à une température de quatre cent degrés dans le tunnel et deux cent degrés dans la gaine. Ces exigences garantissent notamment au personnel d'exploitation ou aux sapeurs-pompiers la possibilité d'actionner à souhait les trappes proches du sinistre et ainsi d'adapter pendant au moins une heure la zone d'aspiration des fumées selon l'évolution de l'incendie. Parallèlement à cette fonction principale en mode de désenfumage, les trappes peuvent être sollicitées en mode ventilation en fonctionnement normal de 20 l'ouvrage pour assurer l'assainissement de l'air par insufflation d'air frais. Le débit de soufflage, fourni par les usines et véhiculé par les gaines décrites précédemment, est distribué le long du tunnel vers les trappes. Dans cette configuration, celle-ci doit offrir la possibilité d'une ou plusieurs positions d'ouvertures intermédiaires, télécommandables à distance avec détection de ces positions. Ainsi, la trappe de désenfumage suivant la présente invention a pour objet de répondre à l'ensemble des exigences décrites ci-dessus. La trappe de désenfumage suivant la présente invention est constituée d'un cadre comportant des traverses fixées dans la gaine d'air vicié (GV) autour de chaque ouverture (To) permettant la communication entre ladite gaine d'air vicié (GV) et le tunnel (T), d'une pelle comprenant un plateau solidaire d'un cadre de pelle et de renfort, d'un portique solidaire du cadre, d'un système d'entraînement fixé sur le portique permettant le déplacement vertical du plateau et des moyens de guidage axial du plateau lors de ses déplacements verticaux entre une position d'ouverture et/ou une position intermédiaire et une position de fermeture. La trappe de désenfumage suivant la présente invention comprend un portique comportant des potences verticales qui sont fixées sur les traverses du cadre et des potences horizontales reliant les potences verticales pour permettre le montage et le guidage axial d'un système d'entraînement destiné à assurer les déplacements verticaux entre une position d'ouverture et/ou une position intermédiaire et une position de fermeture du plateau de la pelle. La trappe de désenfumage suivant la présente invention comprend un système d'entraînement comportant, suivant une direction verticale, deux vérins à vis sans fin solidaires des potences horizontales du portique et dont chaque tige de vérin est fixée sur le plateau de la pelle. La trappe de désenfumage suivant la présente invention comprend un système d'entraînement comportant des vérins à vis sans fin qui sont raccordés à un moteur d'entraînement par l'intermédiaire de cardans à longueurs ajustables, d'un renvoi d'angle et d'un arbre de transmission à cardans et longueurs ajustables. La trappe de désenfumage suivant la présente invention comprend un système d'entraînement comportant un moteur d'entraînement qui est associé à un capteur de nombre de tours, équipé de trois fins de course inverseurs à deux contacts pour le calage des différentes positions. La trappe de désenfumage suivant la présente invention comporte sur chaque traverse du cadre un joint déposé en périphérie et sur tout le pourtour du cadre assurant lors de la fermeture du plateau de la pelle sur ledit cadre une parfaite étanchéité. La trappe de désenfumage suivant la présente invention comprend un portique 20 comportant sur ses potences horizontales des stabilisateurs réglables en longueur et s'étendant verticalement en direction du plateau de la pelle. La trappe de désenfumage suivant la présente invention comprend des dispositifs de guidage qui sont chacun d'une platine solidaire en son milieu et suivant une direction verticale de galets libre en rotation, ladite platine comportant à chaque extrémité une tige filetée chargée élastiquement par un ressort presseur dont l'effort de compression est réglable et en ce que chaque tige filetée coopère à l'opposé du ressort avec une équerre fixée sur le plateau de la pelle. La trappe de désenfumage suivant la présente invention comprend des dispositifs de guidage qui sont chacun fixés sur le plateau de manière que les galets viennent en contact et rouler sur les potences verticales du portique afin d'assurer la stabilisation dudit plateau. La trappe de désenfumage suivant la présente invention comprend un système d'entraînement comportant un moteur d'entraînement qui peut être disposé et fixé dans une gaine différente dite gaine d'air frais (GF) de celle d'air vicié (GV) dans laquelle est placée la trappe de désenfumage. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Figure 1 est une vue de face illustrant la trappe de désenfumage suivant la présente invention en position fermée. Figure 2 est une vue de coté montrant la trappe de désenfumage suivant la présente invention. Figure 3 est une vue de dessus représentant la trappe de désenfumage suivant la présente invention. Figures 4 et 5 sont des vues illustrant le dispositif de guidage de la trappe de désenfumage suivant la présente invention. Figure 6 est une de face représentant la trappe de désenfumage suivant la présente invention en position d'ouverture intermédiaire. Figure 7 est une vue de face montrant la trappe de désenfumage suivant la présente invention en position d'ouverture totale. Figure 8 est une vue illustrant la fixation des tige de vérins sur le plateau de la 15 trappe de désenfumage suivant la présente invention. On a montré en figures 1 à 3 une trappe de désenfumage 1 qui est constituée d'un cadre 2 réalisé dans un alliage tel que de l'inxo 316 L qui permet de supporter les dilatations dues aux différences de températures entre le tunnel T et la gaine d'air vicié GV en cas d'incendie. Le cadre 2 est formé de traverses 2a disposées et fixées à l'intérieur de la gaine d'air vicié GV. Le cadre 2 est disposé autour d'une ouverture To ménagée dans le plafond Tp du tunnel T et permettant la communication de ce dernier avec la gaine d'air vicié GV. La trappe de désenfumage 1 est constituée d'une pelle 3 comportant un plateau 3a solidaire d'un cadre de pelle 4 et de renforts 5 réalisés dans un alliage tel que de l'inox 316 L . La trappe désenfumage 1 est constituée d'un portique 6 comprenant des potences verticales 6b qui sont fixées sur les traverses 2a du cadre 2 et des potences horizontales 6a reliant les potences verticales 6b au-dessus dudit cadre et à une certaine distance de ce dernier pour permettre le montage et le guidage axial d'un système d'entraînement 7 destiné à assurer les déplacements verticaux entre une position d'ouverture et/ou une position intermédiaire et une position de fermeture du plateau 3a de la pelle 3. Le système d'entraînement 7 comprend, suivant une direction verticale, deux 40 vérins à vis sans fin 8 solidaire des potences horizontales 6a du portique 6 et dont chaque tige de vérin 9 est fixé sur le plateau 3a de la pelle 3 (figure 8). Chaque tige de vérin 9 est solidaire d'une chape 27 en forme de U comportant des ailes 28, 29 tournées en direction du plateau 3a du cadre de pelle 3 et 45 percées d'un alésage horizontal 30. Le plateau 3a est solidaire en face de chaque tige de vérin 9 d'une chape 3b en forme de U comportant des ailes 3c et 3d s'étendant verticalement au-dessus dudit plateau. Chaque aile 3c et 3d est percée d'un alésage horizontal 3k coaxial à l'alésage 30 de la chape 27 de chaque tige de vérin 9. Chaque tige de vérin 9 est assemblée au plateau 3a par l'intermédiaire d'un axe 31 coopérant avec les alésages 29 et 3k correspondant de chaque chape 27 et 3b. Chaque axe 31 est immobilisé en translation par des goupilles 32 permettant à la 10 tige de vérin 9 correspondante de pouvoir pivoter autour de ce dernier lors des déplacements verticaux du plateau 3a (figure 8). Les vérins à vis sans fin 8 sont raccordés à un moteur d'entraînement 10 par l'intermédiaire de cardans 11, 12 à longueur ajustable, d'un renvoi d'angle 13 et d'un arbre de transmission 14 à cardans et longueur ajustable. Le moteur d'entraînement 10 peut être disposé est fixé dans une gaine différente de celle d'air vicié GV dans laquelle est placée la trappe de désenfumage 1. Pour cela, l'arbre de transmission 14 traverse une cloison verticale 15 permettant la séparation entre la gaine d'air vicié GV et la gaine d'air frais GF pour coopérer avec le moteur d'entraînement 10 fixé sur un châssis support 16. Le moteur d'entraînement 10 est associé à un capteur de nombre de tours 17, monté sur le châssis support 16, et équipé de trois fins de course inverseurs à deux contacts pour le calage des différentes positions: É Position complètement fermée (figure 1), É Position complètement ouverte (figure 7), É Position intermédiaire (figure 6). La trappe de désenfumage 1 comporte sur chaque traverse 2a du cadre 2 un joint 26 déposé en périphérie et sur tout le pourtour du cadre 2 assurant lors de la fermeture du plateau 3a de la pelle 3 sur ledit cadre 2 une parfaite étanchéité. Le portique 6 de la trappe de désenfumage 1 comporte sur ses potences horizontales 6a des stabilisateurs 6c s'étendant verticalement en direction du plateau 3a de la pelle 3. Chaque stabilisateur 6c est constitué d'une tige réglable en longueur afin de déterminer la course d'ouverture totale du plateau 3a de la trappe de désenfumage 1. On a montré en figure 4 et 5 un dispositif de guidage 18 qui coopère avec le plateau 3a de la pelle 3 afin d'assurer son guidage lors de ses déplacements verticaux. Le dispositif de guidage 18 est constitué d'une platine 19 solidaire, en son milieu et suivant une direction verticale, de galets 20 libres en rotation. La platine 19 comporte à chaque extrémité une tige filetée 21 chargée élastiquement par un ressort presseur 22 dont l'effort de compression est réglable par l'intermédiaire d'une vis de pression 23 et d'un sabot 24. Chaque tige filetée 21 coopère à l'opposé du ressort 22 avec une équerre 25 qui est fixée sur le cadre de pelle 4 du plateau 3a de la pelle 3. Le dispositif de guidage 18 est fixé sur le plateau 3a de manière que les galets 20 viennent rouler sur les potences verticales 6b du portique 6 afin d'assurer la stabilisation dudit plateau notamment en position intermédiaire, de sorte que les vérins 8 ne soient pas sollicités suivant une direction radiale. La trappe de désenfumage 1 est télécommandable à distance et ses différents fonctionnements sont: - Ouverture de la trappe Le moteur 10 tourne en sens horaire et entraîne le système d'entraînement 7 constitué par l'arbre de transmission 14, le renvoi d'angle 13, les cardans 11, 12 et les vérins 8. Ces derniers sont couplés à un même arbre et les liaisons s'effectuent par emmanchement cannelé et goupilles traversantes. Les vérins 8 permettent, par l'intermédiaire de leur tige 9, de soulever suivant une direction verticale, de manière parfaitement synchronisée, le plateau 3a de la trappe de désenfumage 1. Le plateau 3a s'élève verticalement en s'éloignant de l'ouverture To et du cadre 2 25 tout en restant plan et horizontal, sans aucun frottement même en condition de températures extrêmes. Ce maintien d'horizontalité est assuré par une répartition de la charge sur quatre points de levage constitués par les deux vérins 8 et les deux dispositifs de guidage 18 à galets 20 prévus de part et d'autre du cadre 2 et qui viennent respectivement en contact pressé et roulant avec les potences verticales 613 correspondantes du portique 6. La position d'arrêt du plateau 3a est obtenue par le contact de position "trappe 35 ouverte" défini par le capteur de nombre de tours 17 associé du moteur 10. Le moteur 10 est arrêté et le plateau 3a est en appui sur les quatre stabilisateurs 6c du portique 6. La conservation de la position est assurée par la capacité antiretour des vérins 8. - Fermeture de la trappe Le moteur 10 tourne en sens anti-horaire et entraîne le système d'entraînement 7 constitué par l'arbre de transmission 14, le renvoi d'angle 13, les cardans 11, 12 et les vérins 8. Les vérins 8 permettent, par l'intermédiaire de leurs tiges 9, d'abaisser suivant une direction verticale, de manière parfaitement synchronisée, le plateau 3a de la trappe de désenfumage 1. Le plateau 3a s'abaisse verticalement en se rapprochant de l'ouverture To et du cadre 2 tout en restant plan et horizontal, sans aucun frottement même en condition de températures extrêmes. Ce maintien d'horizontalité est assuré par une répartition de la charge sur quatre points de levage constitués par les deux vérins 8 et les deux dispositifs de guidage 18 à galets 20 prévus de part et d'autre du cadre 2 et qui viennent respectivement en contact pressé et roulant avec les potences verticales 6b correspondantes du portique 6. Dans sa descente, dès lors que le plateau 3a repose sur le cadre 2, les tiges 9 des vérins 8 poursuivent légèrement leur descente de sorte que la contrainte de flexion élastique de l'ensemble assure une pression d'écrasement du joint 26. La répartition homogène de cette pression est assurée par le cadre renfort 4 du plateau 3a de la pelle 3. La variation éventuelle dans le temps de l'épaisseur du joint 6 pourra être rattrapée par un ajustement léger du capteur de fermeture 17. Toutefois, pour le joint 26 sélectionné, sa faible épaisseur (cinq millimètres), sa géométrie en bande et sa constitution (céramique) limitent la diminution d'épaisseur dans le temps, de sorte qu'un réajustement ultérieur n'est pas forcement nécessaire. La position d'arrêt du plateau 3a est obtenue par le contact de position "trappe 25 fermée" défini par le capteur de nombre de tours 17 associé au moteur 10. Le moteur 10 est arrêté et le plateau 3a est en appui homogène sur le plan de joint 6 du corps 2. La conservation de la position et de la force d'appui des vérins 8 est assurée par la capacité anti-retour des vérins. La trappe de désenfumage 1 est prévue pour résister en position fermée à une surpression importante côté tunnel (au-delà de 5 000 Pascal) sans subir de déformation. - ouverture intermédiaire de la trappe A partir de la position ouverte ou fermée, le plateau 3a est arrêté par le contact de position ouverture intermédiaire défini par le capteur de nombre de tours 17 associé au moteur 10. Le plateau 3a est en appui sur les quatre points de levage des chapes et est stabilisé par le dispositif de guidage à galets 18 reprenant les éventuels efforts engendrés sur le plateau 3a par le phénomène de pistonnement en tunnel. On remarque que la trappe de désenfumage 1 présente un encombrement au sol 45 réduit car le plateau 3a se déplace uniquement suivant une direction verticale par rapport à l'ouverture To du tunnel T. Egalement, la trappe de désenfumage 1 permet, lors de la déformation du plateau 3a dû à la contrainte de fermeture par élasticité mécanique, d'atteindre une parfaite étanchéité. La trappe de désenfumage 1 présente un poids moins élevé à surface de plateau 3a équivalent que les trappes à plateau coulissant horizontalement. On remarque lors des déplacements verticaux du plateau 3a de la trappe de désenfumage 1 une absence de friction mécanique sur le joint périphérique 26 10 permettant de garantir une longévité et une fiabilité de l'étanchéité. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et quelle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tout autre équivalent. REVENDICATIONS 1. Trappe de désenfumage pour gaine d'air vicié (GV) d'un tunnel routier (T) ou autre, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un cadre (2) comportant des traverses (2a) fixées dans la gaine d'air vicié (GV) autour de chaque ouverture (To) permettant la communication entre ladite gaine d'air vicié (GV) et le tunnel (T), d'une pelle (3) comprenant un plateau (3a) solidaire d'un cadre de pelle (4) et de renfort (5), d'un portique (6) solidaire du cadre (2), d'un système d'entraînement (7) fixé sur le portique (6) permettant le déplacement vertical du plateau (3a) et des moyens de guidage axial (18) du plateau (3a) lors de ses déplacements verticaux entre une position d'ouverture et/ou une position intermédiaire et une position de fermeture. 2. Trappe de désenfumage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le portique (6) comprend des potences verticales (612 qui sont fixées sur les traverses (2a du cadre (2) et des potences horizontales (6a) reliant les potences verticales (6b) pour permettre le montage et le guidage axial d'un système d'entraînement (7) destiné à assurer les déplacements verticaux entre une position d'ouverture et/ou une position intermédiaire et une position de fermeture du plateau (32). de la pelle (3). 3. Trappe de désenfumage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le système d'entraînement (7) comprend, suivant une direction verticale, deux vérins à vis sans fin (8) solidaires des potences horizontales (6a du portique (6) et dont chaque tige de vérin (9) est fixée sur le plateau (3a) de la pelle (3). 4. Trappe de désenfumage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les vérins à vis sans fin (8) sont raccordés à un moteur d'entraînement (10) par l'intermédiaire de cardans (11, 12) à longueurs ajustables, d'un renvoi d'angle (13) et d'un arbre de transmission (14) à cardans et longueurs ajustables. 5. Trappe de désenfumage suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le moteur d'entraînement (10) est associé à un capteur de nombre de tours (17), équipé de trois fins de course inverseurs à deux contacts pour le calage des différentes positions. 6. Trappe de désenfumage suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte sur chaque traverse (2a du cadre (2) un joint (26) déposé en périphérie et sur tout le pourtour du cadre (2) assurant lors de la fermeture du plateau (3a de la pelle (3) sur ledit cadre (2) une parfaite étanchéité. 7. Trappe de désenfumage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le portique (6) comporte sur ses potences horizontales (6a) des stabilisateurs (6çZ,réglables en longueur et s'étendant verticalement en direction du plateau (3a) de la pelle (3). 8. Trappe de désenfumage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque dispositif de guidage (18) est constitué d'une platine (19) solidaire en son milieu et suivant une direction verticale de galets (20) libre en rotation, ladite platine (19) comportant à chaque extrémité une tige filetée (21) chargée élastiquement par un ressort presseur (22) dont l'effort de compression est réglable et en ce que chaque tige filetée (21) coopère à l'opposé du ressort (22) avec une équerre (25) fixée sur le plateau (3a) de la pelle (3). 9. Trappe de désenfumage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque dispositif de guidage (18) est fixé sur le plateau (3a) de manière que les galets (20) viennent en contact et rouler sur les potences verticales (6b) du portique (6) afin d'assurer la stabilisation dudit plateau. 10. Trappe de désenfumage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur d'entraînement (10) peut être disposé et fixé dans une gaine différente dite gaine d'air frais (CF) de celle d'air vicié (GV) dans laquelle est placée la trappe de désenfumage (1). 11.Trappe de désenfumage suivant la revendication 3, caractérisée en ce que chaque tige de vérin (9) est solidaire d'une chape (27) en forme de U comportant des ailes (28, 29) percées d'un alésage horizontal (30), tandis que le plateau (3a) est solidaire en face de chaque tige de vérin (9) d'une chape (3b) en forme de U comportant des ailes (3c, 3d) percées d'un alésage horizontal (3k) coaxial à l'alésage (30) de la chape (27) de chaque tige de vérin (9), chaque tige de vérin (9) étant assemblée au plateau (3a) par l'intermédiaire d'un axe (31) coopérant avec les alésages (29, 3k) correspondants de chaque chape (27, 3b).