Brevet FR2953922A1 — publié le 20110617

Dispositif de déclenchement d'avalanches La présente invention concerne un dispositif de déclenchement d'avalanches et notamment d'avalanches de neige. Un tel dispositif est utilisé pour déclencher préventivement des avalanches dans des emplacements où l'accumulation de neige pourrait entrainer des risques d'avalanches importants mettant en péril des biens ou des personnes, notamment en liaison avec l'existence d'infrastructures de transport, de domaines skiables ou de zones habitées. Des dispositifs et des techniques pour déclencher de façon volontaire des avalanches sont déjà connus. Une première technique consite en un dépôt de charges explosives par un opérateur à l'endroit précis où l'on veut déclencher l'avalanche. Ce dépôt peut se faire soit à partir d'un hélicoptère par lancer, soit à partir du sol, la charge pouvant être alors déposée ou lancée à l'endroit adéquat. L'amorçage de la charge, dans les deux cas, est généralement obtenue par mèche lente ou électriquement. Les risques inhérents à cette technique sont importants. En plus des risques directement liés à la manipulation d'explosifs, l'opérateur doit, pour les dépôts au sol, se rendre dans des zones souvent escarpées dont le manteau neigeux est instable. Ces interventions doivent parfois se faire, en outre, que ce soit pour les dépôts au sol ou héliportés, dans des conditions climatiques délicates. Pour réduire ces risques liés au déplacement sur la zone de tir, des 25 techniques de déclenchement à distance ont été mises en place. Des techniques de déclenchement à distance utilisent des armes militaires telles que des lance-roquettes ou des lanceurs d'obus pour provoquer l'explosion sur site. Ce type de dispositif n'est pas adapté à certaines législations, comme la législation française, qui interdisent le stockage de 30 charges amorcées. Le dispositif connu sous la dénomination commerciale CATEX utilise un système de câble transporteur d'explosifs passant au dessus d'un ou plusieurs couloirs d'avalanches. Ce type de solution s'il permet de limiter les risques liés au déplacement sur les lieux du déclenchement de l'avalanche 35 n'apporte aucune solution concernant la manipulation et le stockage d'explosifs. Ce dispositif nécessite, de plus, l'installation onéreuse d'un système de pylônes supportant le câble transporteur, ceci sur des distances qui peuvent être très grandes. Une voie pour réduire les risques liés à la manipulation des explosifs est l'emploi de gaz explosifs pour générer une onde de choc servant 5 à déclencher l'avalanche. Selon ce principe sont connus des dispositifs transportables qui peuvent être amenés sur site par hélitreuillage. Ces dispositifs, décrits dans les documents WO 2007/096524 et WO 2009/080977, utilisent tous deux un mélange de gaz explosifs afin de déclencher une explosion au-dessus du 10 manteau neigeux. Ces dispositifs possèdent le principal avantage de pouvoir être utilisés sur des zones non préalablement équipées et ceci sans aucune manipulation d'explosif. Les inconvénients restent ceux inhérents à l'utilisation de l'hélicoptère, à savoir les coûts d'exploitation qui restent importants et l'impossibilité d'intervenir par mauvais temps. 15 Un autre type de dispositif est celui connu sous la dénomination GAZEX. Ce type de dispositif, décrit dans le document FR 2 636 729, comprend un tube exploseur à fond fermé monté sur un support en béton et dont l'ouverture est dirigée en direction du manteau neigeux. L'inclinaison et le maintien du tube sont obtenus au moyen de deux pieds porteurs. Ces deux 20 pieds, selon qu'il s'agit d'un dispositif de type statique ou à inertie, sont soit fixés sur un bloc d'ancrage, soit munis d'un contre-poids qui repose sur une plateforme bétonnée. Un circuit de gaz est utilisé pour remplir le tube exploseur de gaz comburant et de gaz carburant qu'un dispositif d'allumage, avantageusement monté à l'arrière du tube exploseur, permet d'allumer. Le 25 souffle de l'explosion qui en résulte est alors dirigé, par l'ouverture du tube, en direction du manteau neigeux déclenchant ainsi l'avalanche. Ce type de dispositif comprend une réserve de gaz suffisante pour une saison et un système de mise à feux commandé à distance, qui lui permettent d'obtenir, entre autres avantages, une complète autonomie et d'offrir une sécurité 30 parfaite pour l'opérateur. L'installation fixe de ce dispositif permet, en outre, de garantir une puissance suffisante et pérenne pour la protection de couloirs d'avalanches de tailles importantes. Le principal inconvénient lié à ce type de dispositif est les coûts d'installation liés à la réalisation du support fixant la base du canon et du bloc d'ancrage ou de la plateforme béton, en fonction du type 35 de dispositif, qui soutient les pieds porteurs. Afin de remédier aux inconvénients précités, l'invention concerne un dispositif de déclenchement d'avalanches, comportant un tube dont une extrémité fermée est montée sur un support lui-même fixé à flanc de montagne, par exemple sur un massif béton, et dont l'autre extrémité ouverte est tournée vers le manteau neigeux, le dispositif comportant en outre un moyen de remplissage du tube par un mélange gazeux explosif et un moyen d'amorçage déclenchant l'explosion dudit mélange, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux poutres qui, fixées chacune par une de ses extrémités au support, s'étendent le long du tube parallèlement à celui-ci pour en assurer le support, tout en formant un moyen d'amortissement du déplacement du tube consécutivement à l'explosion du mélange gazeux. Ainsi, les poutres supportant le tube exploseur suppriment avantageusement la nécessité de pieds porteurs et donc de tous dispositifs, tels que des blocs d'ancrages, nécessaires pour les supporter réduisant alors les coût d'installation de ce dispositif. L'invention permet en outre, de par le moyen amortissement offert par les poutres, de réduire les contraintes transmises au support lors de chaque déclenchement d'avalanche pérénisant ainsi l'installation du dispositif. Selon une possibilité de l'invention, les poutres sont disposées 20 parallèlement de part et d'autre du tube. Une telle disposition permet ainsi de répartir symétriquement les contraintes lors du déclenchement de l'avalanche et de limiter les mouvements latéraux du tube exploseur et donc les efforts exercés sur les moyens de fixation entre le tube et le support. 25 Préférentiellement les poutres sont solidarisées les unes aux autres. La solidarisation produit une meilleure répartition des efforts lors du déplacement engendré par l'explosion au sein du tube exploseur et permet ainsi de réduire les efforts exercés lors du déclenchement d'une avalanche sur 30 les moyens de fixation du tube exploseur sur le support. Avantageusement les poutres sont pleines et de section rectangulaire avec, vue en coupe transversale, la longueur située verticalement et la largeur horizontalement. Le choix de cette forme permet une meilleure répartition des efforts 35 lors du déplacement. En effet l'explosion au sein du tube ayant, de par le principe de l'invention, tendance à créer une poussé verticale, les poutres doivent offrir une plus grande résistance dans cette direction. Préférentiellement, le rapport entre la longueur et la largeur est de l'ordre de quatre. Selon une des caractéristiques de l'invention, chaque poutre est réalisée à partir d'un matériau possédant un module d'Young compris dans une plage de 60 GPa et de 250 GPa, et préférentiellement de l'ordre de 150 GPa à 200 GPa et possédant une résilience conservée pour des températures entre +40 °C et -40 °C. De cette manière, chaque poutre est à même de ce déformer afin d'accompagner et d'amortir le mouvement du tube exploseur par rapport au support ceci dans les conditions de températures de fonctionnement extrêmes du dispositif. Selon une des caractéristique de l'invention, chaque poutre est réalisée à partir d'acier à haute limite d'élasticité. L'utilisation de l'acier à haute limite d'élasticité offre à la fois les qualités de solidité et d'élasticité nécessaires pour garantir l'amortissement des mouvements du tube exploseur après le déclenchement d'une avalanche. Selon un mode de réalisation du dispositif, chaque poutre est constituée d'une pluralité d'éléments solidarisés les uns aux autres. L'emploi de plusieurs éléments permet ainsi, pour un effet amortissant donné, de réduire le poids du dispositif Avantageusement, le tube est monté articulé du coté de son fond sur un axe horizontal perpendiculaire à l'axe du tube, tandis que sa partie avant est montée, au moyen d'une liaison mobile, à proximité des extrémités avant des poutres. Ainsi le montage du tube exploseur sur le support n'entrave pas le déplacement du tube pendant le déclenchement d'avalanche et permet donc aux poutres d'assurer leur fonction d'amortissement. Le montage mobile entre les poutres et le tube, quant à lui, permet à la fonction de support des poutres de ne pas gèner leur fonction d'amortissement. Selon une caractéristique de l'invention, chaque poutre comporte à proximité de son extrémité libre un doigt qui, tourné du coté de l'autre poutre, est destiné à être engagé dans une chape solidaire au tube, dont l'ouverture est tournée du coté du fond du tube. De cette manière, le doigt présent sur les poutres, coulissant dans la chap solidaire au tube, assure une liberté de mouvement selon l'axe longitudinale des poutres tout en garantissant leur fonction de support du tube. Selon un mode de réalisation du dispositif, le tube possède une section qui varie sur sa longueur, la section dans la zone de l'ouverture étant inférieure à la section dans la zone du fond du tube. Cette forme offre une fonction de confinement du souffle de l'explosion offrant ainsi une poussé plus importante sur le manteau neigeux et donc un déclenchement d'avalanche optimisé. La section du tube peut être circulaire ou autre, par exemple elliptique. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif d'exécution de ce dispositif de déclenchement d'avalanches. Figure 1 en est une vue schématique de coté, en situation ; Figure 2 en est une vue en perspective ; Figure 3 en est une vue en perspective du support du dispositif ; Les figures 4 a et 4 b représentent, des vues de coté du montage mobile entre le tube exploseur et les poutres de maintien, respectivement au repos et au maximum de déplacement du tube. Le dispositif illustré sur la figure 1 comporte un tube exploseur 1 à fond fermé dont l'ouverture 2 est tournée vers un manteau neigeux 3. Ce tube 1 comporte un moyen montage 4 sur un support 5 fixé au moyen d'un bloc en béton 6 sur le flanc de la montagne 7. Le dispositif comporte en outre un moyen de remplissage du tube par un mélange gazeux explosif 8, ce mélange servant à réaliser l'explosion visant à déclencher l'avalanche. Le dispositif comporte aussi des poutres 9 reliées au support 5 et supportant le tube exploseur 1. Le dispositif ainsi formé utilise le principe de fonctionnement suivant. Lors du déclenchement d'une avalanche par un opérateur, le tube exploseur 1 est rempli par un mélange gazeux explosif composé d'une combinaison bien définie de gaz comburant et carburant, ceci à partir du moyen de remplissage 8. Un moyen d'amorçage, non illustré ici, permet ensuite de déclencher l'explosion dudit mélange. Le souffle de l'explosion qui en résulte est dirigé, par l'ouverture 2 du tube 1, vers le manteau neigeux 3 qui, en raison de son instabilité, se détache du flanc de la montagne 7 déclenchant ainsi une avalanche. Lors de cette opération le souffle de l'explosion va transmettre une force horizontale au tube 1. Cette force engendre un déplacement du tube 1, qui est avantageusement amorti par les poutres 9 limitant ainsi les efforts transmis sur le support 5. Une forme de réalisation de ce dispositif est illustrée sur les figures 2 à 4. Dans cette forme de réalisation, comme illustré sur la figure 2, le dispositif comporte un tube exploseur 1 monté articulé sur un support 5 monté fixe sur un bloc en béton 6. Ce montage est réalisé au moyen de deux paliers 14 sur le support dans lesquels se glissent deux autres paliers, non illustrés ici, présents à l'arrière du tube 1. Ces différents paliers sont associés au moyen de pivots, non représentés, selon un axe horizontal perpendiculaire à l'axe du tube 1. Le montage ainsi réalisé permet un mouvement de rotation vers le haut du tube 1 par rapport au support 5. Deux poutres 9, en acier à haute limite d'élasticité, sont fixées au support de part et d'autre du tube 1. La fixation de ces deux poutres est consolidée au moyen de renforts latéraux 10. Elles présentent en outre une solidarisation latérale obtenue au moyen de plaques métalliques 11 en forme de berceau de manière à ne pas entraver le tube. Les deux poutres 9 présentent chacune, également, à leur extrémité libre un doigt 12 qui est tourné du coté de l'autre poutre. Ce doigt 12 est destiné à être engagé dans une chape 13 solidaire du tube 1, dont l'ouverture est tournée du coté du fond du tube 1. Le montage ainsi réalisé permet un déplacement libre, selon la direction horizontal, du tube 1 par rapport aux poutres 9 tout en assurant, par les poutres 9, le soutien vertical. La forme de réalisation présente en outre une cornière métallique 14 facilitant l'installation du tube 1 sur les poutres 9 en offrant un guidage des doigts 12 lors de leur insertion dans les pièces 13. Le fonctionnement du dispositif ainsi formé est le suivant. Lors du déclenchement de l'explosion, la force engendrée par le souffle de l'explosion génère un mouvement de rotation vers le haut du tube 1 par rapport au support 5. Ce mouvement de rotation du tube 1 est limité et amorti par les poutres 9. En effet, lors de la rotation du tube 1, la prise des doigts 12 par les pièces 13, engendre un déplacement vers le haut des doigts 12. Ce déplacement emporte, par la même, l'extrémité des poutres 9 présentant les dits doigts 12. Ceci produit une flèche des poutres 9 permise par le choix du matériau les constituant, à savoir, un acier à haute limite d'élasticité. Cette déformation des poutres 9 engendre alors des forces de rappel qui ont pour effet de dissiper une partie de l'énergie transmise au tube exploseur 1 lors de l'explosion. Cette dissipation d'énergie est rendue possible par le déplacement horizontal libre du tube 1 par rapport aux poutres 9 qui permet d'optimiser le transfert des forces de rappel dans la direction verticale et donc une réduction du mouvement du tube 1 comme l'illustre les figures 4a et 4b. Ainsi l'angle du tube 1 par rapport à l'horizontale, dans cet exemple, est limité en passant alors d'une valeur al au repos de 17°, à une valeur a2 de 19.5° au maximum de rotation. Le déplacement horizontal des chapes 13 par rapport aux doigts 12, quant à lui, reste aussi contenu, variant alors de la valeur dl d'environ 5 cm au repos à la valeur d2 de prés de 8 cm au maximum de déplacement. C'est ce déplacement horizontal libre du tube 1 par rapport aux poutres 9 qui permet d'optimiser le transfert des forces de rappel dans la direction verticale et donc d'assurer l'amortissement du déplacement du tube. Cet amortissement aboutit donc à une réinitialisation rapide du dispositif qui, en reprenant sa configuration au repos, offre la possibilité de réalisation d'un second tir de déclenchement d'avalanche. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisations décrites ci-dessus. Elle pourra notamment mettre en oeuvre une pluralité de poutres pour assurer une optimisation de l'amortissement des déplacements du tube exploseur ou encore utiliser des poutres en matériau composite tel que, par exemple, de la fibre de carbone. REVENDICATIONS1. Dispositif de déclenchement d'avalanches, comportant un tube (1) dont une extrémité fermée est montée sur un support (5) lui-même fixé à flanc de montagne (7), par exemple sur un massif béton (6), et dont l'autre extrémité ouverte (2) est tournée vers le manteau neigeux (3), le dispositif comportant en outre un moyen de remplissage (8) du tube (1) par un mélange gazeux explosif et un moyen d'amorçage déclenchant l'explosion dudit mélange, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux poutres (9) qui, fixées chacune par une de ses extrémités au support (5), s'étendent le long du tube (1) parallèlement à celui-ci pour en assurer le support, tout en formant un moyen d'amortissement du déplacement du tube (1) consécutivement à l'explosion du mélange gazeux. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poutres (9) sont disposées parallèlement de part et d'autre du tube (1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les poutres (9) sont solidarisés les unes aux autres. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les poutres (9) sont pleines et de section rectangulaire avec, vue en coupe transversale, la longueur située verticalement et la largeur horizontalement. 5. Dispositif selon la revendication 4, le rapport entre la longueur et la largeur est de l'ordre de quatre. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque poutre (9) est réalisée à partir d'un matériau possédant un module d'Young compris dans une plage de 60 GPa et de 250 GPa, et préférentiellement de l'ordre de 150 GPa à 200 GPa et possédant une résilience conservée pour des températures entre +40 °C et -40 °C. 7. Dispositif selon l'une des revendications 6, caractérisé en ce que chaque poutre (9) est réalisée à partir d'acier à haute limite d'élasticité. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque poutre (9) est constituée d'une pluralité d'éléments solidarisés les uns aux autres. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé 35 en ce que le tube (1) est monté articulé (4) du coté de son fond sur un axe horizontale perpendiculaire à l'axe du tube, tandis que sa partie avant estmontée au moyen d'une liaison mobile à proximité des extrémités avant des poutres (9). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque poutre (9) comporte à proximité de son extrémité libre un doigt (12) qui, tourné du coté de l'autre poutre, est destiné à être engagé dans une chape (13) solidaire au tube (1), dont l'ouverture est tournée du coté du fond du tube (1). 11. Dispositif selon les revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le tube (1) possède une section qui varie sur sa longueur, la section dans la zone de l'ouverture étant inférieure à la section dans la zone du fond du tube.