Brevet FR2897623A1 — publié le 20070824

La présente invention est relative à un dispositif de protection au feu d'un câble ou analogue d'ouvrage d'art ou de génie civil, du type comprenant un matelas en matériau thermiquement isolant enroulé autour du câble. L'invention s'applique notamment aux câbles de maintien de tabliers de ponts tels que les câbles haubanés et extradossés, ainsi que les câbles précontraints s'étendant à l'extérieur du béton du tablier du pont. On appelle ici câble ou analogue les éléments métalliques aériens utilisés en traction dans les ouvrages d'art et le génie civil, tels que les câbles, les barres, tirants ou suspentes métalliques. Tous ces éléments seront désignés dans la suite, de façon générique, par le mot câble , et l'invention sera explicitée dans le contexte des câbles de maintien de tabliers de ponts. Les cahiers des charges de construction des ponts comportent des prescriptions de protection au feu des câbles de maintien du tablier du pont. Par exemple, l'exposition d'un câble à une température de 1000 C pendant une heure ne doit pas provoquer une augmentation de la température du câble lui-même au-delà de 100 C. Diverses solutions ont été proposées pour satisfaire à ces exigences. Il s'agit notamment d'une structure comprenant deux tubes disposés l'un dans l'autre avec une couche intermédiaire de mortier réfractaire ou d'un matériau à base de fibres céramiques aiguilletées. Cependant, ces solutions connues sont difficiles à mettre en oeuvre et coûteuses, et le dispositif est très lourd. Par ailleurs, il est connu d'utiliser des matelas de protection au feu dans diverses applications, mais aucune mise en oeuvre adaptée aux conditions particulières des câbles de ponts suspendus n'a été proposée jusqu'à présent. 2 L'invention a pour but de fournir une solution économique, fiable et facile à mettre en oeuvre, même autour de câbles déjà en place, qui soit capable de répondre aux exigences les plus sévères en matière de sécurité contre l'incendie. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de protection au feu du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un matelas intérieur enroulé autour du 10 câble ; - des moyens de maintien du matelas intérieur autour du câble ; et - un matelas extérieur enroulé autour du matelas intérieur avec une zone de recouvrement entre les deux bords 15 longitudinaux du matelas extérieur, cette zone de recouvrement étant fixée par collage au moyen d'une colle thermiquement résistance. Suivant d'autres caractéristiques du dispositif suivant l'invention : 20 - le dispositif comprend en outre une série de feuillards d'acier qui constituent des cerclages extérieurs du dispositif ; - le matelas intérieur est enroulé bord à bord ; - le dispositif comprend en outre une coquille 25 extérieure étanche ; - la coquille extérieure est constituée de secteurs de coquille assemblés de façon étanche ; - les secteurs de coquille comportent le long de leurs génératrices extrêmes des moyens d'encliquetage ainsi 30 que des moyens d'étanchéité ; - les moyens de maintien du matelas intérieur comprennent des rubans adhésifs en matériau thermiquement résistant ; 3 - lesdits moyens de maintien du matelas intérieur comprennent des feuillards d'acier constituant des cerclages ; - chaque matelas est constitué de tronçons successifs, les jonctions entre les tronçons du matelas extérieur étant décalés longitudinalement par rapport aux jonctions des tronçons du matelas intérieur ; - la génératrice moyenne de la zone de recouvrement du matelas extérieur est décalée angulairement par rapport à 10 la région de fermeture du matelas intérieur ; et - chaque matelas comprend une structure microporeuse à base de particules de silice, d'oxydes métalliques et de filaments de verre, cette structure étant disposée dans une enveloppe en tissu de verre cousu. 15 L'invention a également pour objets : - un ouvrage d'art ou de génie civil, du type comprenant une structure câblée, caractérisé en ce qu'au moins un câble ou analogue de la structure câblée est muni d'un dispositif de protection au feu tel que défini ci- 20 dessus. L'expression structure câblée doit s'entendre dans son sens général expliqué plus haut au sujet de l'expression câble ou analogue . L'invention a, en particulier, pour objet un pont, du type comprenant un tablier, des pylônes et un ensemble de 25 câbles ou analogues de suspension du tablier aux pylônes, caractérisé en ce qu'au moins un câble est muni d'un dispositif de protection au feu tel que défini ci-dessus. Dans un mode de réalisation particulier de ce pont, le pylône associé audit câble comporte à sa partie 30 supérieure un tube déviateur du câble, et le dispositif de protection se prolonge jusque sur le tube déviateur. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard du dessin annexé, sur lequel : 4 - la Figure 1 représente schématiquement, avec des arrachements, un câble ou analogue d'ouvrage d'art ou de génie civil de pont équipé d'un dispositif de protection au feu suivant l'invention ; - la Figure 2 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne II-II de la Figure 1, à plus grande échelle ; et - la Figure 3 est une vue partielle en coupe longitudinale du passage du câble à travers le tube 10 déviateur du pylône associé. Le câble 1 représenté aux Figures 1 et 2 est essentiellement constitué d'un grand nombre de torons 2 accolés les uns aux autres, par exemple, comme représenté, suivant un contour général hexagonal. Chaque toron 2 est 15 lui-même constitué de plusieurs brins élémentaires 3 en acier entourés d'une gaine 4. Pour assurer la protection au feu du câble 1, on utilise un dispositif de protection 5 qui va être décrit ci-dessous. 20 Le dispositif 5 comprend un matelas de protection intérieur 6 en matériau thermiquement résistant, enroulé autour du câble et refermé bord à bord, suivant une génératrice 7. Ce matelas intérieur est maintenu en place par une série de bandes adhésives 8 en fibres de verre. 25 Le dispositif 5 comprend également un matelas de protection extérieur 9 également en matériau thermiquement résistant. Ce matelas extérieur est enroulé autour du matelas intérieur 6, avec une zone de recouvrement 10 entre ses deux régions marginales. La totalité de cette zone 10 30 est fermement fixée par collage au moyen d'une couche de colle 11 thermiquement résistante telle que la colle commercialisée sous la marque MILLE . De plus, la fixation du matelas extérieur 9 est complétée par un cerclage au moyen d'une série de feuillards d'acier 12 disposés à intervalles réguliers. Eventuellement, des cerclages analogues (non 5 représentés) peuvent compléter la fixation du matelas intérieur 6 avant la mise en place du matelas extérieur. Comme on le voit sur la Figure 2, la génératrice moyenne de la zone collée 10 est décalée angulairement par rapport aux bords jointifs 7 du matelas intérieur 6. De plus, comme on le voit sur la Figure 1, chaque matelas est constitué d'une succession de tronçons mis bout à bout, et les plans de jonction 13A du matelas extérieur sont décalés longitudinalement par rapport à ceux 13B des tronçons du matelas intérieur. Dans cet exemple, chacun des deux matelas est constitué par un produit commercialisé sous la marque MICROTHERM . Il s'agit d'une structure microporeuse constituée de particules de silice, d'oxydes métalliques et de filaments de verre, cette structure thermiquement isolante étant disposée dans une enveloppe en tissu de verre cousu formant un matelas flexible. Un tel ensemble à deux matelas superposés permet de résister à 1000 C en régime continu et peut supporter 1200 C pour de brèves expositions à un feu. Si nécessaire, le dispositif peut être complété par un second matelas intérieur analogue au matelas 6, interposé entre celui-ci et le matelas extérieur, et muni de moyens de fixation tels que les bandes adhésives 8. Le dispositif de protection au feu est complété par une coquille externe 14 en PEHD (polyéthylène haute densité) ayant d'une part une fonction de protection des matelas isolants contre l'humidité, et d'autre part une fonction esthétique. 6 La coquille 14 est elle-même constituée de deux demi-coquilles identiques 14A, 14B comportant le long d'une génératrice d'extrémité un évidement 15 et, le long de l'autre génératrice d'extrémité, une nervure 16 adaptée pour s'encliqueter dans l'évidement 15. Pour assurer l'étanchéité, des bandes 17 formant garnitures d'étanchéité sont interposées entre les faces en regard des deux demi-coquilles. La coquille 14 est constituée d'une succession de tronçons soudés bout à bout par soudure au miroir. La Figure 3 représente une extrémité d'un tube déviateur coudé 18 dans lequel passe la partie médiane du câble, au sommet du pylône 19 associé. Le tube 18 comporte une partie d'extrémité 20 qui fait saillie hors du pylône. De façon classique, l'espace restant libre dans le tube 18 est empli d'un coulis de ciment 21. L'ensemble des deux matelas 6 et 9 pénètre dans un tube de protection 22 fixé au pylône, qui entoure la partie en saillie 20 et se prolonge au-delà de celle-ci. Une protection au feu similaire 23 est disposée autour de la partie 20. La continuité entre cette protection supplémentaire et le matelas extérieur 9 de la partie courante du câble est obtenue au moyen d'un raccord 24 constitué du même matériau MICROTHERM. De plus, la coquille 14 s'arrête à faible distance de l'entrée du tube de protection 22, et la continuité esthétique est obtenue au moyen d'un tronçon de tube 25 en PEHD fixé dans le prolongement du tube 22, et dans lequel s'emboîte l'extrémité de la coquille 14. Ainsi, la protection au feu est assurée jusqu'à 30 l'intérieur du tube déviateur et ne présente pas de point faible à cet emplacement. De même, les matelas isolants sont prolongés jusqu'au dispositif d'ancrage prévu, à chaque extrémité du câble, dans le tablier du pont. 7 Comme on le comprend, le dispositif de protection décrit ci-dessus est fiable et simple à mettre en oeuvre, aussi bien lors de la construction du pont que lors d'une éventuelle opération d'entretien ou de réparation, ou encore pour améliorer la protection ou feu prévue initialement lors de la construction du pont. En particulier, la double fixation 10-11, 12 du matelas extérieur 9 apporte un degré élevé de sécurité du dispositif de protection au feu. En variante, chaque tronçon de la coquille 14 peut être constitué de plus de deux secteurs, par exemple de trois ou quatre secteurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif (5) de protection au feu pour câble (1) ou analogue d'ouvrage d'art ou de génie civil, du type comprenant un matelas en matériau thermiquement isolant 5 enroulé autour du câble ou analogue, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un matelas intérieur (6) enroulé autour du câble ; - des moyens (8) de maintien du matelas intérieur 10 autour du câble ; et - un matelas extérieur (9) enroulé autour du matelas intérieur (6) avec une zone de recouvrement (10) entre les deux bords longitudinaux du matelas extérieur, cette zone de recouvrement étant fixée par collage au moyen d'une couche 15 de colle thermiquement résistante (11). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une série de feuillards d'acier (12) qui constituent des cerclages extérieurs du dispositif (5). 20 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matelas intérieur (6) est enroulé bord à bord. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en 25 outre une coquille extérieure étanche (14). 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la coquille extérieure (14) est constituée de secteurs de coquille (14A, 14B) assemblés de façon étanche. 30 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les secteurs de coquille comportent le long de leurs génératrices extrêmes des moyens d'encliquetage (15, 16) ainsi que des moyens d'étanchéité (17). 9 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de maintien du matelas intérieur comprennent des rubans adhésifs (8) en matériau thermiquement résistant. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien du matelas intérieur (6) comprennent des feuillards d'acier constituant des cerclages. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque matelas (6, 9) est constitué de tronçons successifs, les jonctions (13A) entre les tronçons du matelas extérieur (9) étant décalés longitudinalement par rapport aux jonctions (13B) des tronçons du matelas intérieur (6). 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la génératrice moyenne de la zone de recouvrement (10) du matelas extérieur (9) est décalée angulairement par rapport à la région de fermeture (7) du matelas intérieur (6). 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque matelas (6, 9) comprend une structure microporeuse à base de particules de silice, d'oxydes métalliques et de filaments de verre, cette structure étant disposée dans une enveloppe en tissu de verre cousu. 12. Ouvrage d'art ou de génie civil, du type comprenant une structure câblée, caractérisé en ce qu'au moins un câble ou analogue de la structure câblée est muni d'un dispositif (5) de protection au feu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13. Pont, du type comprenant un tablier, des pylônes (19) et un ensemble de câbles (1) ou analogues de suspension du tablier aux pylônes, caractérisé en ce qu'au moins un câble (1) ou analogue est muni d'un dispositif (5) de 10 protection au feu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11. 14. Pont suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le pylône (19) associé audit câble (1) comporte à sa partie supérieure un tube (18) déviateur du câble, et en ce que le dispositif de protection (5) se prolonge jusque sur le tube déviateur.