Brevet FR2951747A1 — publié le 20110429

L'invention porte sur un dispositif mobile d'absorption de chocs. Elle concerne, bien que non exclusivement, les moyens mis en oeuvre pour protéger par exemple les chantiers sur routes et autoroutes, Le dispositif selon l'invention est destiné à être positionné en amont 15 d'une zone d'intervention, par exemple un chantier, sur route ou autoroute et à absorber l'énergie cinétique d'un véhicule qui viendrait à percuter les moyens et les personnels opérant sur cette zone d'intervention. Chacun sait en effet qu'il est fréquent, notamment par temps de brouillard, qu'un chantier sur route ou autoroute soit percuté par des véhicules dont les conducteurs sont 20 inattentifs ou imprudents et crée des dommages importants aux personnes et aux biens. Ceci est d'autant plus regrettable lorsque le chantier est précisément dû à un premier accident ; on parle alors de « suraccident ». Le dispositif remplit donc une double fonction : - protéger les personnes qui travaillent sur le chantier, 25 - protéger les passagers et le conducteur du véhicule percutant. On connaît de nombreux dispositifs d'absorption de chocs, mais qui sont inaptes à remplir ces deux fonctions. Les documents FR 2 757 192 et FR 2 619 583 dévoilent des atténuateurs de chocs pour véhicule, destinés à être placé en amont d'un obstacle fixe situé 30 en bordure d'une voie de circulation routière, par exemple un poste de péage sur autoroute ou une borne de séparation de trafic. 2951747 2- Le document WO 01/68407 dévoile un dispositif atténuateur de collision spécifiquement ferroviaire. Le document FR 2 890 621 décrit un dispositif absorbeur de choc à installer sur la face avant d'un véhicule automobile. Le document WO 97/47495 décrit un dispositif absorbeur de choc à installer sur la face arrière d'un véhicule automobile ou en amont d'un obstacle situé en bordure de voie de circulation. Il subsiste donc un besoin pour un dispositif qui protège efficacement les personnes travaillant sur un chantier et les occupants d'un véhicule percutant. A cet effet, l'invention propose un dispositif d'absorption de chocs mobile et modulaire comportant une masse d'arrêt et au moins un module d'absorption de choc, disposés sur un châssis. Le dispositif étant mobile, il peut être positionné en amont d'un chantier, à l'endroit le plus approprié en fonction par exemple de la visibilité, de l'espace occupé par le chantier sur la voie de circulation, de la vitesse maximum des véhicules sur la voie. A cet effet, le dispositif comporte un châssis, par exemple doté de roues et d'un attelage lui permettant d'être remorqué et mis en place par un véhicule d'intervention, ce qui lui confère un sens de déplacement préférentiel ; dans la suite du texte, les mots « arrière » et « avant » feront référence à ce sens de déplacement préférentiel. Bien entendu, plusieurs dispositifs selon l'invention peuvent être disposés sur ou en bordure de la voie, à la file ou côte à côte, selon l'importance du chantier, la forme de la voie, la visibilité. Le dispositif peut également être dépourvu de roues et déposé sur ou en 25 bordure de la voie par une grue. A cet effet, il peut être doté d'un crochet ou anneau de levage prévu sur le face supérieure de la masse d'arrêt. Le dispositif comportant une masse d'arrêt, il peut ne pas être lié à une structure fixe de la voie de circulation. Cette masse d'arrêt a pour fonction, grâce à son inertie : 30 - d'arrêter le véhicule percutant, ou au moins de réduire sa vitesse, - et d'éviter que ce véhicule ne projette le dispositif sur le chantier. Le rôle du module d'absorption de choc est de minimiser les dégâts matériels et humains subis par le véhicule percutant. Le dispositif est modulaire en cc qu'il peut comporter un nombre différent de modules d'absorption de chocs en fonction des situations, par exemple en fonction de la vitesse maximum des véhicules sur la voie, de la présence de poids lourds. Il est avantageux de disposer de modules d'absorption de choc car, en fonction de l'intensité du choc, seul quelques modules pourront déformés. Par exemple pour un choc de faible intensité (une moto), seul le module arrière sera déformé. Avantageusement, les modules sont solidaires de la masse d'arrêt et disposés dans son prolongement et à l'arrière du dispositif. Ces modules pourront prendre une forme sensiblement parallélépipédique, dont une plus grande face pourra présenter sensiblement les mêmes dimensions que la face arrière de la masse d'arrêt, et comportant des matériaux aptes à minimiser les dégâts subis par le véhicule percutant. Avantageusement, chaque module peut comporter des moyens pour s'assembler au précédent, à la masse d'arrêt ou au châssis. Le module le plus en avant peut s'assembler à la face arrière de la masse d'arrêt et/ou au châssis, les modules intermédiaires pourront s'assembler l'un à l'autre et le module le plus en arrière sera uniquement assemblé à la face arrière du précédent. Le module le plus en avant pourra présenter une forme différente des suivants pour tenir compte de la forme du châssis, par exemple de présence des roues. De préférence, le châssis ne présentera pas de longerons horizontaux fixes sur lesquels pourraient reposer les modules, car ces longerons pourraient constituer des obstacles agressifs pour le véhicule percutant. Les modules pourront donc être « en porte à faux » et/ou reposer en partie sur le sol. De façon alternative, le dispositif peut comporter des longerons pour supporter les modules pendant son transport, mais ces longerons sont avantageusement rétractables et/ou escamotables par exemple sous la masse d'arrêt ou sous l'effet d'un choc. 2951747 -4- Avantageusement, les modules peuvent s'assembler grâce à des éléments de glissière disposés sur une face avant et sur une face arrière, les éléments de glissière étant aptes à coopérer entre eux de façon coulissante, de telle sorte qu'un module se solidarise par sa face arrière à la face avant d'un module 5 précédent. En utilisation, ces éléments de glissière se présentent verticalement, et peuvent comporter des éléments mâles et des éléments femelles qui coulissent entre eux. Les éléments mâles sont par exemple disposés sur la face arrière de la masse d'arrêt, et le premier module y est donc solidarisé grâce aux glissières 10 disposées sur sa face avant ; les modules suivants sont en prise l'un avec l'autre. Avantageusement, l'un des éléments de glissière peut être encastré dans la face du module qui le porte de façon que les modules soient jointifs lorsqu'ils sont solidarisés l'un à l'autre. Grâce à cette fixation coulissante d'un module sur l'autre, la position des modules selon une direction verticale peut 15 être ajustée, par exemple de façon à dévier un choc. D'autres moyens que des glissières sont envisageables, par exemple des crochets ; de façon alternative, les modules peuvent présenter des formes autres que parallélépipédiques qui coopèrent entre elles de façon à se solidariser entre eux, de façon à éviter toute pièce rapportée. 20 Avantageusement les modules peuvent comporter sur au moins une de leurs faces des moyens pour faciliter leur manutention et leur solidarisation, par exemple des poignées. L'invention propose deux modes de réalisation des modules : 25 - les modules peuvent être constitués d'une pièce de matériau déformable, - les modules peuvent être formé d'une enveloppe et contenir au moins un matériau déformable. Chaque module peut alors prendre la forme d'un sac ou d'une poche contenant un ou plusieurs matériau(x) déformable(s) ou frangible(s) de façon à absorber une partie de l'énergie cinétique du véhicule 30 percutant. Ces formes de réalisation des modules ont pour avantage que lors de leur destruction par choc, ils ne projettent pas dans leur environnement de débris éventuellement blessants. Avantageusement, chaque module peut comporter deux couches de matériaux déformables de caractéristiques différentes, par exemple une couche de matériau élastiquement déformable et une couche de matériau dont la déformation est irréversible. Il pourra avantageusement s'agir de matériaux alvéolaires, à cellules ouvertes ou à cellules fermées. Ces couches aux caractéristiques différentes peuvent être disposées verticalement, face à face. Il peut s'agir par exemple d'une couche de matériau alvéolaire de type mousse et/ou d'une couche de matériau en nid d'abeille. Lorsqu'une couche de matériau en nid d'abeille est placée en avant d'une couche de matériau de type mousse, elle va pénétrer la couche de mousse à l'occasion d'un choc en en prenant l'empreinte, répartissant ainsi l'énergie du choc sur toute la surface de la couche de mousse. Avantageusement, lorsqu'il est formé d'une enveloppe, chaque module peut contenir en outre un liquide retardant. Il est fréquent qu'une collision de véhicule provoque un incendie. Pour limiter l'extension de l'incendie éventuel du véhicule percutant et des matériaux alvéolaires, les modules du dispositif peuvent comporter un liquide retardant. Ce liquide est relâché par l'enfoncement des modules lorsqu'ils sont percutés par le véhicule et est projeté sur lui. Le volume des modules est donc occupé par les matériaux déformables et ce liquide retardant. Avantageusement, ce dernier peut occuper environ 1/a 25 du volume du module. De façon à remplir les modules avec ce liquide, chaque module peut comporter sur sa face supérieure un orifice et un bouchon de remplissage. Avantageusement, le dispositif peut comporter en outre des moyens 30 aptes à limiter son déplacement lorsqu'il est soumis à un choc. 2951747 -6 Il est préférable que le dispositif ne soit pas projeté sur le chantier lors d'un choc. A cet effet, et de façon à compléter l'effet d'inertie de la masse d'arrêt, le dispositif peut comporter des moyens pour limiter son déplacement en cas de choc, par exemple : 5 - au moins un bras articulé comprenant un moyen apte à saisir un corps fixe par rapport au sol, - au moins un patin apte à être appliqué au sol, de façon à augmenter le coefficient de frottement du dispositif sur le sol. Le corps fixe peut être par exemple une glissière de bord de route ou 10 d'autoroute, un poteau, un arbre. Le dispositif peut également comporter par exemple des patins montés sur le châssis par l'intermédiaire de vérins et qui sont appliqués au sol pour augmenter la surface de frottement et, de façon complémentaire, la stabilité du dispositif. 15 Avantageusement, le module le plus en arrière peut comporter sur sa face arrière des moyens de signalisation et d'alerte passifs ou actifs, notamment lumineux et/ou réfléchissants. La face arrière du dernier module peut par exemple comporter des panneaux de signalisation lumineux, un panneau de limitation de vitesse, une 20 rampe lumineuse avertissant les conducteurs qu'ils doivent changer de file. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif peut être doté de roues et de moyens d'attelage de façon à pouvoir le déplacer facilement par remorquage et l'installer en amont du lieu d'intervention. Le dispositif peut dans ce cas être doté de moyens de propulsion autonomes afin de faciliter sa manoeuvre, par exemple des moteurs électriques montés sur les roues et alimentés par batteries. Avantageusement, le dispositif peut comporter des roues de chemin de fer, de façon à le rendre apte à se déplacer ou à être déplacé sur une voie de chemin de fer. Dans ce mode de réalisation, il peut comporter des moyens de solidarisation aux rails. Le dispositif peut être utilisé pour protéger les chantiers de réfection de voies de chemin de fer et le personnel travaillant sur ces chantiers. Dans ce cas, il est disposé sur la voie en réfection, de part et d'autre du chantier. Il peut comporter des pinces à rail, montées sur des bras mobiles et/ou rétractables, de façon à limiter son déplacement en cas de choc. Avantageusement, le dispositif peut comporter en outre un système d'analyse en temps réel comportant des moyens de détection, des moyens de traitement de l'information, des moyens de transmission et des actionneurs de façon à le rendre apte à prendre une conformation lui permettant de mieux résister à un choc imminent. Par exemple, le dispositif peut comporter une caméra optronique orientée vers l'amont, de façon à observer le trafic arrivant. Ces moyens de détection peuvent être connectés à un moyen de traitement de l'information, par exemple un microprocesseur doté d'un logiciel de traitement d'images, par exemple en vue de détecter un véhicule se dirigeant vers le dispositif et donc l'imminence d'un choc, et pour observer l'état du véhicule après la collision. Le microprocesseur peut être relié : - à des moyens de communication, notamment par radio, pour lancer l'alerte 20 dès l'imminence du choc détectée, - à des actionneurs installés sur le dispositif, lui permettant de mieux « résister » â un choc imminent, par exemple par le serrage des freins s'ils n'ont pas déjà été serrés, l'application de patins sur le sol... 25 L'invention porte également sur un procédé de sécurisation d'une zone d'intervention sur ou à proximité d'une voie de circulation comportant l'étape consistant à : - disposer au moins un dispositif d'absorption de chocs en amont de la zone d'intervention. 30 2951747 8- Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 représente une vue d'une coupe verticale médiane du 5 dispositif d'absorption de chocs, La figure 2 représente une vue d'ensemble en perspective du dispositif d'absorption de chocs, 10 La figure 3 représente une vue de dessus d'une voie de circulation comportant un chantier protégé par un dispositif d'absorption de chocs, La figure 4 représente une vue d'ensemble en perspective d'une réalisation ferroviaire du dispositif d'absorption de chocs, 15 La figure 5 représente une vue de détail en perspective d'un moyen de solidarisation aux rails. Le dispositif d'absorption de chocs 1 illustré en figure 1 comporte un châssis 5 sur lequel est fixé une masse d'arrêt 2 massive, par exemple en béton. Le châssis 5 comporte deux roues Rl et R2 de chaque côté ainsi qu'un bras de remorquage 3 terminé par un élément d'attelage 4. Le dispositif 1 comporte des modules d'absorption de chocs en nombre différent suivant les situations (trois modules Ml, M2, M3 en figure 1, quatre modules MI à M4 en figure 2) solidaires les uns des autres, le premier module Ml étant fixé à la masse d'arrêt 2. Le premier module Ml est particulier car il épouse la forme de la roue RI, et il est plus épais horizontalement que les autres modules. Les modules sont fixés les uns aux autres par des glissières 6 comportant des éléments fixés respectivement sur la face avant et sur la face arrière des modules et coulissant l'un dans l'autre. Chaque module, par exemple M2, 2951747 9- comporte une enveloppe souple 10 sensiblement parallélépipédique, renfermant d'avant en arrière : - une couche de matériau alvéolaire 12 de type mousse, disposée sensiblement verticalement, solidaire de la face avant du module M2, 5 - une couche de matériau en nid d'abeilles ll, disposée également sensiblement verticalement et fixée à la couche précédente 12, - un espace libre 13 occupé par du liquide retardant. Dans un mode de réalisation, ces matériaux sont identiques pour tous les modules ; dans le mode de réalisation illustré en figure 1, la densité de la 10 mousse n'est pas identique suivant les modules, cette densité étant d'autant plus élevée que le module est situé à l'avant : la densité de la mousse 12a du module Ml le plus en avant est supérieure à celle de la mousse 12b du module du milieu M2, elle-même supérieure à celle de la mousse 12e du module arrière M3. De cette façon, le choc est d'abord absorbé par les modules dont la 15 densité de la mousse est la plus faible, c'est à dire les modules situés le plus à l'arrière. Ces matériaux n'occupent pas tout le volume du module ; environ 1/4 du volume du module est occupé par un liquide retardant, principalement dans l'espace libre 13 à l'arrière du module. Les modules comportent sur leur face 20 supérieure un orifice et de remplissage fermé par un bouchon 14. Le dispositif comporte en outre : - un anneau de levage 18 situé sur la face supérieure de la masse d'arrêt 2, - une roue de secours 19 située sur la face avant de la masse d'arrêt 2, - des batteries 23 disposées sur le châssis 5, en vue d'alimenter des moyens 25 d'éclairage 22 et/ou un système d'analyse en temps réel, - des moyens de solidarisation ou d'attelage des dispositifs côte à côte (non représentés) ou en file indienne lorsque plusieurs dispositifs doivent être utilisés, par exemple pour fermer complètement une voie de circulation. Sur les faces latérales de la masse d'arrêt 2 sont fixés des bras 30 télescopiques et/ou basculants 16; comportant à leur extrémité une pince 17 permettant de solidariser le dispositif 1 à une glissière de bord de route. 2951747 -10- Les modules M1 à M4 du dispositif d'absorption de chocs illustré en figure 2 comportent sur leur face latérale des moyens de manutention tels que des poignées 15 ou des crochets, visant à faciliter leur manutention et leur accrochage. 5 Le dernier module M4 comporte sur sa face arrière deux panneaux de signalisation réfléchissants 20 ainsi qu'un bandeau lumineux 21 permettant d'afficher par exemple un message ou des flèches circulantes invitant les conducteurs à changer de file ou à s'écarter. Ces objets sont construits en matériaux souples de façon à ne pas provoquer de blessures lors d'un choc. 10 Le dispositif 1 comporte également à l'avant un mat portant une rampe lumineuse 22 permettant d'éclairer un chantier. Ce mat peut également porter une caméra optronique (non représentée) en vue de détecter un véhicule en route de collision imminente. La figure 3 illustre un mode d'utilisation du dispositif d'absorption de 15 chocs. Une autoroute comporte des voies Vl et V2 ainsi qu'un bande d'arrêt d'urgence BAU. Un chantier 30 est présent sur la BAU, par exemple un véhicule en panne. Un dispositif 1 a été positionné en amont sur la BAU de façon à alerter conducteurs des autres véhicules et protéger le chantier 30. Le dispositif 1 a été solidarisé à la glissière d'autoroute 31. 20 La figure 4 illustre un mode de réalisation ferroviaire du dispositif 1. Celui-ci comporte une masse d'arrêt 2, trois modules Ml, M2 et M3, ainsi que deux roues de chemin de fer R3 et R4 de chaque côté. II comporte également deux bras articulés 40, 41 de chaque côté, ces bras étant dotés de pinces à rail 42 à une extrémité et étant, à leur autre extrémité, montés pivotants autour 25 d'axes horizontaux transversaux pour les relever. Il peut être également doté d'une plaque rétractable (non représentée) venant prendre place sous le dispositif entre les traverses. A l'avant du dispositif 1 se trouve un dispositif cavalier 43 fixé aux rails par des pinces à rail 42. Le dispositif 1 est rendu solidaire du cavalier 43, ce qui contribue à son ancrage au sol. 30 La figure 5 illustre un mode de réalisation d'une pince à rail 42, montée articulée autour d'un axe principal X-X' horizontal transversal aux voies à 2951747 -11- l'extrémité d'un bras télescopique 40. La pince à rail 42 comporte deux mâchoires 51 et 52 actionnées par un vérin 53 de façon à enserrer le rail. Le profil de ces mâchoires épouse celui des rails. Elle comporte également une goupille de fermeture 54 qui prend place dans deux ouvertures ménagées en 5 partie basse des mâchoires 51 et 52. Le dispositif n'est bien entendu pas limité aux applications routières et ferroviaires qui sont évoquées plus haut. 10 Revendications1. Dispositif d'absorption de chocs (1) mobile et modulaire, caractérisé en ce qu'il comporte une masse d'arrêt (2) et au moins un module 5 d'absorption de choc (Ml, M2, M3), disposés sur un châssis (5). 2. Dispositif d'absorption de chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits modules (Ml, M2, M3) sont solidaires de la masse d'arrêt (2) et disposés dans son prolongement et à l'arrière du dispositif 10 (1). 3. Dispositif d'absorption de chocs selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque module (Ml, M2, M3) comporte des moyens pour s'assembler au précédent, à la masse d'arrêt (2) ou au châssis (5). 15 4. Dispositif d'absorption de chocs selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens pour s'assembler comprennent des éléments de glissière (6) disposés sur une face avant et sur une face arrière des modules(Ml, M2, M3), les éléments de glissière (6) étant aptes à coopérer 20 entre eux de façon coulissante, de telle sorte qu'un module se solidarise par sa face arrière à la face avant d'un module précédent. 5. Dispositif d'absorption de chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que chaque module est réalisé en une pièce de matériau déformable. 6. Dispositif d'absorption de chocs selon l'une quelconque des revendications là 4, 30 caractérisé en ce que chaque module est formé d'une enveloppe (10) et contient au moins un matériau déformable (11, 12). 2951747 - 13 - 7. Dispositif d'absorption de chocs selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque module contient au moins deux couches de matériaux déformables (11, 12) de caractéristiques différentes. 8. Dispositif d'absorption de chocs selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque module (Ml, M2, M3) contient une couche de matériau élastiquement déformable (12) et une couche de matériau dont la déformation est irréversible (11). 9. Dispositif d'absorption de chocs selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque module contient au moins une couche de matériau alvéolaire de type mousse (12). 10. Dispositif d'absorption de chocs selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que chaque module contient au moins une couche de matériau en nid d'abeille (11). 11. Dispositif d'absorption de chocs selon l'une des revendications 6 à 10, 20 caractérisé en ce que chaque module contient en outre un liquide retardant. 12. Dispositif d'absorption de chocs selon la revendication 11, caractérisé en ce que le liquide retardant occupe sensiblement 1/4 du volume du module. 25 13. Dispositif d'absorption de chocs selon la revendication 10 ou Il, caractérisé en ce que chaque module comporte sur sa face supérieure un orifice et un bouchon de remplissage (14). 30 14. Dispositif d'absorption de chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, 2951747 -14- caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens aptes à limiter son déplacement lorsqu'il est soumis à un choc. 15. Dispositif d'absorption de chocs selon la revendication 14, 5 caractérisé en ce que les moyens aptes à limiter son déplacement comprennent au moins l'un des moyens suivants : au moins un bras articulé (16) comprenant un moyen (17) apte à saisir un corps fixe par rapport au sol, de préférence une glissière (31) de voie de circulation, 10 - au moins un patin apte à être appliqué au sol. 16. Dispositif d'absorption de chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module le plus en arrière (M4) comporte sur sa face 15 arrière des moyens de signalisation et d'alerte (20, 21) passifs ou actifs, notamment lumineux et/ou réfléchissants. 17. Dispositif d'absorption de chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est comporte des roues terrestres (R1, R2) ou et des moyens d'attelage (3, 4). 18. Dispositif d'absorption de chocs selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte des roues de chemin de fer (R3, R4) et des 25 moyens de solidarisation aux rails (42). 19. Dispositif d'absorption de chocs selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un système d'analyse en temps réel 30 comportant des moyens de détection, des moyens de traitement de l'information, des moyens de transmission et des actionneurs de façon à le 2951747 -15- rendre apte à prendre une conformation lui permettant de mieux résister à un choc imminent. 20. Procédé de sécurisation d'une zone d'intervention sur ou à proximité d'une 5 voie de circulation, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant â : disposer au moins un dispositif d'absorption de chocs (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes en amont de la zone d'intervention.