Brevet FR2948399A1 — publié le 20110128

Kit de construction d'un mât modulaire composite, par exemple pour structure d'éclairage L'invention concerne un kit de construction d'un mât modulaire composite, par exemple pour structure d'éclairage. Actuellement, la majorité des mâts pour structure d'éclairage sont constitués par un corps tubulaire monolithique, en acier ou aluminium, comportant en partie supérieure un embout tubulaire pour la fixation d'une structure d'éclairage et, en partie inférieure, une platine de fixation sur une embase en béton. Le corps tubulaire a une longueur qui varie selon les applications mais qui, en général, est comprise entre 3 et 5 mètres et parfois plus. En raison de cette longueur, la fabrication du corps tubulaire, à savoir, découpage du flan, pliage, soudure bord à bord et traitement de protection, tel que peinture ou galvanisation à chaud, nécessite des équipements surdimensionnés et augmente les temps et coûts de fabrication. A cela, il faut ajouter que le transport et les manutentions intermédiaires de ces pièces longues nécessitent de nombreuses précautions, telles que chaussette de protection entourée par un gainage en carton, et ajoutent encore un surcoût, sans que cela empèche les litiges consécutifs à des déformations ou rayures. De plus, cette longueur et la masse qui en découle imposent d'avoir 20 recours sur le site d'implantation à des moyens de levage spéciaux qui limitent le nombre de site pouvant être équipés. La présente invention à pour objet de remédier à ces inconvénients en fournissant un mât modulaire composite fourni en kit et dont les composants, réunis en colis de longueurs courantes, de l'ordre de 1 mètre, sont aisément transportables 25 en tous points du monde et dont la fabrication ne nécessite que des moyens standard, ces composants s'assemblant aisément et sans outillage complexe, directement sur le lieu d'érection du mât. A cet effet, le kit de construction comprend des modules tubulaires de longueur finie pouvant être assemblés les uns aux autres par des noix de liaison, 30 chaque module étant lui-même formé par plusieurs éléments, en forme générale de segment de couronne cylindrique, liés à ses voisins, d'une part, par engagement d'une languette longitudinale d'un élément dans une gorge longitudinale complémentaire d'un autre élément, et par vissage par fraction de tour avec la partie supérieure de la noix de liaison disposée à sa partie inférieure, chaque noix de liaison comportant, sur une partie inférieure cylindrique, des groupes de spires mâles aptes à être vissées avec des groupes de spires femelles ménagées à l'intérieur de la partie supérieure de chaque module de mât. Grace à cet aménagement, chacun des éléments d'un module présente une faible longueur, comprise entre 0,60 et 1,50 mètres, qui permet de le réaliser par moulage-injection au moyen de machines classiques d'injection, et d'obtenir des modules aisément manipulables sur un chantier. L'assemblage des éléments d'un module avec une noix de liaison s'effectue rapidement par coulissement de chaque élément par rapport aux autres et verrouillage par rotation partielle de la noix, afin que les spires mâles de celle-ci se vissent dans celles femelles des éléments assemblés. Quand tous les éléments d'un module sont assemblés et forment le module, l'extrémité inférieure de la noix dépasse des extrémités des éléments composants ce dernier. Ainsi pour assembler un module avec un autre il suffit de visser cette extrémité dans l'extrémité uspérieure du module sous jacent. A cette fin et pour éviter que la rotation de vissage avec l'élément sous jacent perturbe la liaison entre éléments du module supérieur, chaque noix de liaison est tubulaire et comporte, d'une part, des moyens de liaison avec le module et, d'autre part un collet supérieur dans lequel sont ménagées des découpes définissant un profil d'entraînement en rotation, complémentaire de celui formé à l'extrémité inférieure d'un outil d'entraînement en rotation, cet outil étant engageable axialement dans chaque module et ayant une longueur supérieure à celle du module pour pouvoir être actionné manuellement hors du module. Dans une forme d'exécution, le kit comprend aussi un embout extrême pour la fixation d'une structure d'éclairage, de signalisation ou autre, le dit embout présentant une partie supérieure adaptée à l'organe devant être fixé et supporté, et une partie cylindrique inférieure avec un filetage mâle externe apte à se visser dans les spires femelles ménagées à l'intérieur et à l'extrémité supérieure de chaque module de mât. Ainsi, le même module peut servir à la constitution de mât et poteau pour diverses applications exigeant des moyens de fixation différents. Dans une forme d'exécution préférée, chaque éléments de module comporte, à l'intérieur de son extrémité supérieure et près de son bord, des nervures longitudinales en forme de coin allant en s'évasant et alternant avec des rainures longitudinales d'épaisseur radiale constante, tandis qu'il comporte, à l'extérieur de son extrémité inférieure, des gorges longitudinales en forme de coin qui, aptes à recevoir les nervures en forme de coin ménagées à l'extrémité supérieure d'un autre module, alternent avec des rainures longitudinales aptes à venir en contact radial avec les nervures de la dite extrémité supérieure. Lors de l'aboutement de deux modules, cet aménagement facilite le positionnement radial relatif des extrémités et favorise la mise en coincïdence des spires avant leur vissage. Avantageusement, chacun des éléments de chaque module présente intérieurement et en retrait de sa zone extrême de positionnement par aboutement, des nervures superposées délimitant entre elles un groupe de spires femelles de vissage, complémentaires de groupes de spires mâles ménagées sur la noix de liaison et sur l'embout de fixation, chaque groupe de spires, mâle ou femelle, étant espacés circonférenciellement de ses voisins sur la même pièce par un espace sans spires de valeur angulaire au moins égale à la valeur angulaire de l'arc sur lequel s'étend chacun des groupes de spires, mâle ou femelle, de manière que chaque groupe de spires puisse venir dans l'intervalle entre deux groupes avant son vissage dans l'un de ces groupes. Cet aménagement est important, car c'est lui qui permet aux mêmes spires de coopérer pour assurer successivement la liaison entre les différents éléments d'un même module avec une noix et la fixation de cette noix avec le module suivant, par de simples mouvements de rotation amenant les groupes de spires : soit dans les intervalles entre groupes, pour permettre les mouvements de 25 translation longitudinale, soit pour assurer la liaison par vissage entre ces groupes de spires. Linvention sera mieux comprise à l'iade de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant une forme d'exécution d'un mât modulaire. Dans ce dessin : 30 Figures 1 et 2 sont des vues de coté en élévation respectivement d'un lampadaire public et d'un mât avant pose de la structure d'éclairage ; Figure 3 est un vue en perspective et à échelle agrandie d'une forme d'exécution d'un embout de fixation d'une structure d'éclairage ; Figure 4 est un vue en perspective et à échelle agrandie d'une forme d'exécution d'une noix de liaison entre module ; Figure 5 est une vue de face, en élévation et à échelle agrandie d'un élément de module ; Figures 6, 7 et 8 sont des vues en perspective et à échelle réduite, montrant les premières phases d'assemblage des éléments d'un module ; Figure 9 est une vue partielle en perspective avec arrachement d'un élément de module montrant une forme d'exécution d'un outil d'entraînement en rotation de la noix dans la phase d'assemblage de deux modules ; Figure 10 est une vue en perspective de coté de deux modules avant leur assemblage Figure 11 est une vue partielle, en perspective et à échelle agrandie, montrant en détail l'extrémité inférieure d'un module et l'extrémité supérieure d'un autre module, avant leur assemblage ; Figures 12 et 13 sont des vues partielles, en perspective et à échelle agrandie, d'un mât équipé, respectivement, de palettes de retenues enfouissables et d'une platine de fixation ; Figures 14 et 15 sont des vues en perspectives montrant deux autres applications des mâts et modules selon l'invention. Dans ce dessin, la référence numérique 2 désigne chacun des modules d'un mât pour lampadaire, 3 son embase de fixation et 4 une structure d'éclairage fixée au sommet du mât par l'intermédiaire d'un embout extrême 5, en général cylindrique. Les divers modules sont liés les uns aux autres par des noix de liaison 6. Comme le montrent plus en détail les figures 5 à 11, chaque module 2 est composé de plusieurs éléments 7 en forme de segment de couronne et tous identiques à l'exception d'un seul élément par mât, à savoir celui 7a qui, visible aux figures 1 et 2, est muni d'une découpe 8 oblongue longitudinalement. Elle permet un accès manuel à l'intérieur du mât, par exemple pour réaliser ou vérifier des branchements électriques. Elle est obturée par un couvercle 9 équipé de moyens de verrouillage, non représentés. Chaque élément 7 est réalisé par moulage dans une matière plastique, et en particulier dans une matière composite comprenant des matériaux de récupération, tels que pneus, déchets de bois, déchets textiles, chanvre, et autres biomatériaux. La longueur de l'élément est comprise entre 0,60 et 1,50 mètres, et, par exemple est de 0,800 mètre et son rayon extérieur est au moins de 6 centimètres, et, par exemple est de l'ordre de 9 centimètres pour un poteau de lampadaire de rue. Selon les formes de réalisation, chaque module 2 est formé par assemblage d'au moins 3 éléments, en arc de cercle régulier, en arc d'ellipse, en forme de lobes concaves ou de lobes convexes, ayant une surface externe lisse ou décorée par des creux et/ou reliefs. La rigidité de chaque élément est assurée par un treillis interne de nervures longitudinales 10a et transversales10b. Comme le montre plus en détail la figure 11, chaque élément 7, de même que celui 7a à la figure 1, est muni sur l'un de ses bords longitudinaux d'une gorge 12 et, sur son autre bord d'une languette 13 apte à coulisser dans la gorge d'un autre élément. A l'intérieur de son extrémité supérieure et près de son bord libre l'élément comprend des nervures longitudinales 14 en forme de coin allant en s'évasant vers l'extérieur, c'est à dire dont l'épaisseur va en décroissant. Ces nervures 14, qui sont disposées en alternance avec des rainures 15 de profondeur constante, ont, en vue de face, une forme trapézoïdale dont la petite base est confondue avec le bord supérieur de l'élément. Au dessous, et en conséquence en retrait de la zone de positionnement extrême, l'élément est muni d'un groupe de nervures 16, par exemple au nombre de cinq ou six, délimitant des spires hélicoïdales 17 s'étendant sur une fraction de cercle. La figure 9 montre que l'extrémité inférieure de chaque élément comprend, extérieurement et près de son bord libre, des rainures longitudinales 18 d'épaisseur constante, alternant avec des nervures 19 dont l'épaisseur va en croissant, depuis l'extrémité de l'élément. Quand elles sont vues de face les nervures 19 et rainures 18 ont une forme trapézoïdale dont, respectivement, la petite base pour la nervure et la grande base pour la rainure sont confondues avec le bord inférieur de l'élément. Lors de l'aboutement de deux modules, les nervures de l'un d'eux s'engagent dans les rainures de l'autre pour assurer, par le contact des formes en coin, le centrage radial relatif des deux éléments, de manière que leurs faces diamétrales viennent parfaitement en contact sans décalage, pouvant nuire à l'esthétique et à l'étanchéité de l'assemblage. Enfin et comme montré à la figure 5, chaque élément 7 ou 7a comprend, à l'intérieur de son extrémité inférieure, des moyens 21 aptes à coopérer avec la collerette 22 de la noix de liaison entre modules (définir un peu mieux les fonctions). La figure 4 montre que cette noix 6 est monolithique, tubulaire et présente, à son extrémité inférieure et extérieurement, des groupes de spires hélicoïdales 23, tandis que sa collerette est munie de découpes radiales 24 définissant un profil d'entraînement, pour un outil de vissage 25 montré à la figure 9. La figure 4 met aussi en évidence que chacun des groupes 23 de spires est décalés angulairement des groupes voisins d'au moins la valeur angulaire d'un groupe, comme c'est aussi le cas entre les groupes de spires ménagés sur les éléments 7-7a et sur l'embout 5. Enfin, la collerette 22 de la noix 6 comporte localement et sur sa périphérie une découpe 26 dont le profil correspond à celui intérieur d'un élément 7. L'assemblage des éléments d'un module 2 est réalisé en usine, ou sur le chantier d'érection du mât quand le coût du transport des éléments assemblés est prohibitif et incite au transport des seuls éléments 7, moins volumineux et plus aisément empilables. Les figures 6 à 8 montrent que l'assemblage comprend plusieurs phases. La première, montrée à la figure 6, consiste à mettre en place la noix 6 à l'extrémité inférieure d'un premier élément 7 de module, en positionnement sa découpe 26 contre la face interne de l'élément, puis, à faire pivoter la noix de façon que sa collerette 22 se visse ou se lie aux moyens 21 de l'élément. Le second élément 7 est mis en place par engagement et coulissement de sa gorge 12 sur la languette 13 de l'élément posé, ou inversement, jusqu'à ce que son extrémité inférieure vienne au voisinage de la découpe 26 de la noix. A la fin de l'engagement, des moyens de liaison par encliquetage, portés par les deux éléments et non représentés, s'encliquettent pour assurer une liaison indémontable, et la noix 6 est pivotée d'une fraction de tour pour amener sa collerette 22 dans les moyens 21 du dernier élément posé. Il est procédé de la même façon pour la mise en place du troisième et dernier élément, dans cette réalisation de modules à trois éléments. Après rotation de la noix 6 pour assurer la liaison du dernier élément avec ceux déjà réunis, le module terminé présente extérieurement la forme montrée à la partie supérieure de la figure 10, c'est à dire qu'il est prolongé vers le bas par l'extrémité inférieure de la noix 6. Dans une forme d'exécution non représentée, les éléments 7 et la noix 6 comportent des éléments complémentaires de liaison indémontable s'encliquetant en fin d'assemblage de ces éléments. A l'état assemblé, chaque module 7 ou 7a peut lui même être assemblé par vissage à un module similaire. Lors de cet assemblage, un joint torique, non représenté, peut être inséré entre les faces diamétrales extrêmes 28 et 29, planes et continues, des modules pour compenser les jeux et assurer une étanchéité. Cela est d'autant plus aisé que les éléments sont alignés et centrés par coopération des nervures 14 et 19 avec les rainures 15 et 18. Un joint peut aussi être mis en place entre la collerette 22 de la noix 6 est l'une ou l'autre des faces contre lesquelles s'appuie cette collerette, pour générer une tension d'assemblage sur les filetages de liaison entre modules. Il faut noter que, lors de l'engagement de l'extrémité de la noix 6 dans le sommet du module sous jacent, ses groupes de spires 23 sont orientés angulairement de manière à être dans l'intervalle entre les groupes de spires 17 du module inférieur. Pour terminer la liaison, il faut faire pivoter l'un des modules 2, par exemple au moyen de l'outil 25 montré à la figure 9. Cet outil comprend un corps tubulaire 25a de longueur supérieure à celle d'un module 2, pour en dépasser de l'extrémité supérieure, et est muni à son extrémité inférieure d'un profil complémentaire de celui formé dans la noix 6 par les découpes radiales 24, et par exemple de deux tenons longitudinaux 30, aptes à pénétrer dans les dites découpes 24. Quand l'outil est engagé dans la noix, il est pivoté d'une fraction de tour, afin que les spires males 23 de la noix se vissent dans les spires femelles 17 du module. Cette rotation est continuée jusqu'à ce que les faces diamétrales des modules 2 viennent en contact ou enserrent un joint. Dans une forme de réalisation non représentées, l'extrémité supérieure du module et l'extrémité inférieure de la noix comprennent des moyens d'encliquetage assurant le verrouillage indémontable de la liaison entre modules. Quand plusieurs modules 7 sont assemblés, ils forment un poteau ou mât pouvant assurer différentes fonctions, à savoir supporter une structure d'éclairage 4, comme montré à la figure 1, ou constituer, comme montré à la figure 14, l'armature d'un stand 32 avec l'aide de noix de renvois 33 pour des traverses 34 réalisées par assemblage des modules 7. La figure 15 montre que chaque module 2 peut aussi constituer un potelet 35. La fixation d'une structure d'éclairage 4 au sommet du poteau ou mât est assurée par l'embout 5 qui comprend, au dessus de sa partie inférieure, identique à celle d'une noix 6, une collerette 36 d'appui sur l'extrémité du module 2 supérieur et une partie cylindrique terminale 37, identique à celle utilisée actuellement sur les poteaux d'éclairage. Bien entendu, l'embout 5 peut recevoir un ou plusieurs éléments constitutifs d'un luminaire d'éclairage. Le maintien au sol d'un tel poteau ou mât est assuré : - soit, comme montré figure 13, par une platine 3 liée au sol et dans laquelle se visse la noix inférieure d'un assemblage de modules 2, soit, comme montré à la figure 12, par des palettes radiales 38 rapportables, par encliquetage, vissage ou collage, sur chacun des éléments 7 composants le module inférieur 2 et dans sa zone enfouissable. Pour certaines applications exigeant un mât ayant de la masse pour résister aux aléas climatiques, les éléments des modules peuvent constituer des coffarges pour la coulée de matériaux de lestage et voire même de béton. II ressort de ce qui précède que le mât selon l'invention se compose d'éléments de faible longueur pouvant aisément être assemblés par un seul homme, sans moyens particuliers et sans connaissances spécifiques, et cela aussi bien pour la réalisation des modules que pour leur assemblage pour réaliser un mât. Cela permet d'envisager d'envoyer le kit selon l'invention, dans des territoires en développement ne disposant pas de moyens de manutention et de levage de pièces longues.25