Brevet FR2960569A1 — publié le 20111202

MODULE DE SEPARATION DE VOIES EN BETON ET BARRIERE DE SEPARATION COMPRENANT PLUSIEURS MODULES DE CE TYPE La présente invention concerne un module de séparation de voies en béton, ainsi qu'une barrière de séparation comprenant plusieurs modules de ce type. Dans le domaine des infrastructures routières et autoroutières, il est connu d'utiliser des séparateurs modulaires de voies en béton, ces séparateurs pouvant être reliés afin de créer des barrières de différentes longueurs. De telles barrières peuvent être mises en place pour protéger des zones de travaux. De tels séparateurs sont susceptibles de subir des chocs importants en cas d'accidents de la route. En cas de chocs, les séparateurs doivent autant que possible rester à leur place, rester accrochés et résister aux chocs afin d'assurer la sécurité des personnes ou des biens présents sur une zone de travaux. Dans cette optique, des solutions de l'art antérieur utilisent des séparateurs modulaires en béton comprenant une extrémité mâle et une extrémité femelle adaptées pour s'emboîter et éventuellement être fixées avec un élément mâle ou femelle d'un autre séparateur. Généralement, l'extrémité mâle consiste en un demi-cylindre en saillie de l'extrémité du séparateur, et l'extrémité femelle en un demi-cylindre creux ménagé sur l'autre extrémité du séparateur. Cette géométrie est étudiée dans le but de permettre un pivotement des séparateurs les uns par rapport aux autres afin d'amortir les chocs et de suivre un tracé de voie en virage. Des problèmes de fragilité et de résistance aux chocs se posent avec les modules connus, alors que la liaison entre les séparateurs est relativement peu efficace. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un nouveau module de séparation de voies en béton dont le système de liaison est métallique, présentant une meilleure résistance aux chocs et dont la manutention est facilitée. A cet effet, l'invention concerne un module de séparation de voies en béton, ce module comprenant un bloc de béton, un élément mâle et un élément femelle d'assemblage situés chacun à une extrémité du bloc de béton. Ce module de séparation est caractérisé en ce que les éléments mâles et femelles d'assemblage sont formés de pièces métalliques ancrées dans le bloc de béton, en ce que l'élément mâle d'assemblage comprend un cylindre en saillie par rapport au bloc de béton et s'étendant autour d'un axe perpendiculaire à un axe longitudinal du module, une semelle en saillie par rapport au bloc de béton et s'étendant selon l'axe longitudinal du module et comportant un gousset saillant par rapport à la semelle, selon un axe parallèle à l'axe du cylindre, et une réservation débouchant sur une face supérieure du module, alors que l'élément femelle comprend un demi-cylindre creux apte à recevoir en partie un cylindre en saillie d'un autre module, une réservation débouchant sur la face supérieure du module et une réservation débouchant sur une face inférieure du module, apte à recevoir le gousset d'un autre module identique. Grâce à l'invention, l'accrochage entre deux modules de séparation se fait par l'intermédiaire de deux pièces métalliques bloquées l'une par rapport à l'autre en plusieurs endroits. Cette construction apporte une meilleure rigidité à l'assemblage, un meilleur amortissement des chocs et constitue un système de fixation plus simple à utiliser. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel module peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises avec toutes les combinaisons techniquement admissibles : - Les réservations présentent des rampes inclinées adaptées pour coopérer avec des rampes correspondantes pratiquées sur le gousset et sur une clé de verrouillage, et alors que ces rampes divergent de l'axe longitudinal du cylindre ou demi-cylindre voisin en direction d'une partie centrale du module selon cet axe. - Les éléments mâle et femelle sont ancrés dans le béton par l'intermédiaire de fers orientés selon une direction longitudinale du module. - Le bloc de béton présente une forme prismatique, dont la base a une longueur comprise entre 4000 et 10000 mm, de préférence 6000 mm, et une largeur comprise entre 250 et 350 mm, de préférence 300 mm, et dont la hauteur est comprise entre 600 et 800 mm, de préférence 700 mm. - Le bloc de béton présente, de part et d'autre du cylindre en saillie, deux pans orientés avec des angles de dépouille inférieurs à 5° par rapport à un plan transversal du module perpendiculaire à l'axe longitudinal du module et contenant l'axe longitudinal du cylindre. - Le cylindre en saillie porte, sur sa face supérieure, une tige filetée coaxiale au cylindre et apte à s'engager dans un orifice correspondant d'une clé de verrouillage. - Le cylindre en saillie comporte, sur sa face supérieure, un perçage taraudé coaxial au cylindre et adapté pour recevoir une vis engagée dans un orifice d'une clé de verrouillage. L'invention concerne également une barrière de séparation de voies en béton comprenant au moins deux modules de séparation tels que mentionnés ci-dessus, solidarisés par une clé de verrouillage. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle barrière peut incorporer une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises avec toutes les combinaisons techniquement admissibles : - La clé de verrouillage est adaptée pour se bloquer dans la réservation supérieure de l'élément mâle d'un des modules et dans la réservation supérieure de l'élément femelle de l'autre module. - La clé de verrouillage est pourvue d'un orifice apte à recevoir un élément fileté coaxial au cylindre en saillie de l'élément mâle. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un module de séparation conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un module de séparation conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'une extrémité du module de séparation de la figure 1 portant un élément mâle d'assemblage ancré dans un bloc de béton représenté en traits mixtes, - la figure 3 est une vue en perspective d'une extrémité du module de séparation de la figure 1 portant un élément femelle d'assemblage ancré dans un bloc de béton représenté en traits mixtes, - la figure 4 est une vue en perspective d'une clé de verrouillage utilisée pour l'assemblage de deux modules conformes à l'invention, - la figure 5 est une vue de dessus à plus grande échelle de deux modules de séparation solidarisés pour former une partie d'une barrière conforme à l'invention, - la figure 6 est une coupe selon l'axe X-X' à la figure 5, - la figure 7 est une vue en perspective d'une barrière de séparation conforme à l'invention, - la figure 8 est une vue analogue à la figure 5, dans une configuration où les deux modules constituant la barrière ne sont pas alignés. Dans la présente description, on considère des modules de séparation de voies en configuration normale d'utilisation et reposant sur un sol plan et horizontal. Dans ces conditions, les adjectifs « supérieur », « inférieur », « horizontal » et « vertical » et les notions équivalentes telles que « haut » et « bas » s'entendent en référence à cette configuration. Le module de séparation 1 représenté à la figure 1 comprend un bloc de béton 11 de forme globalement prismatique. Il est destiné à être posé sur le sol et comporte pour cela une base 3, dans laquelle sont ménagées deux encoches 5 prévues pour laisser le passage à d'éventuels écoulements d'eau. On note X-X' l'axe longitudinal du module 1. On note Z-Z' un axe perpendiculaire à la base 3 et qui définit dans la suite une direction verticale lorsque le module 1 repose sur une surface horizontale. La base 3 du module 1 présente une forme sensiblement rectangulaire, dont la longueur L1, de l'ordre de 6000 mm est supérieure à celle des séparateurs classiques, et dont la largeur Il, de l'ordre de 300 mm, est inférieure à celle des séparateurs classiques. La hauteur du module 1 est de l'ordre de 700 mm. La longueur L1 est mesurée parallèlement à l'axe X-X', la hauteur H1 est mesurée parallèlement à l'axe Z-Z'. La largeur Il est mesurée perpendiculairement aux axes X-X' et Z-Z'. Sur une première extrémité 7 du bloc de béton 11, un élément mâle d'assemblage 10 métallique est ancré dans le béton au moyen de fers longitudinaux 2, pouvant éventuellement traverser le module sur toute sa longueur. L'élément mâle d'assemblage 10 est avantageusement en acier. L'élément mâle d'assemblage 10 comporte un cylindre 12 en saillie de l'extrémité 7 du bloc de béton 11. Le cylindre 12 est centré sur un axe longitudinal Al2i parallèle à l'axe Z-Z'. Une moitié longitudinale de ce cylindre 12 dépasse de l'extrémité 7. Ce cylindre 12 est pourvu sur sa face supérieure 13 d'une tige filetée 15 coaxiale au cylindre 12. L'élément mâle 10 d'assemblage comporte à sa base une semelle 20 dont une partie est encastrée dans le bloc de béton 11 et dont l'autre partie fait saillie de l'extrémité 7 du bloc de béton 11 selon l'axe X-X'. Cette semelle 20 sert de base au cylindre 12. Sur sa partie en saillie, la semelle 20 comporte un gousset 22, qui est constitué d'une paroi plane, s'étendant au-dessus de la semelle 20 dans un plan médian P1 contenant les axes X-X' et Z-Z', et dirigée selon un axe A22 parallèle à l'axe Al2 du cylindre en saillie. La semelle 20 peut être constituée d'une pièce massive de fonderie, ou d'une pièce en tôle pliée comportant éventuellement des renforts. On note 4 la face supérieure du bloc de béton 11. Sur cette face supérieure 4 et du côté de l'extrémité 7, le module 1 présente un méplat 6, permettant à la tige filetée 15 de faire saillie du module 1, sans dépasser au-dessus de la face 4, ce qui autorise le gerbage de plusieurs modules 1. L'élément mâle d'assemblage 10 comporte une réservation 24 ancrée dans le béton et s'ouvrant sur le méplat 6. Cette réservation 24 s'étend de part et d'autre du plan P1. En configuration d'utilisation du module 1, la réservation 24 est ouverte vers le haut et débouche sur le méplat 6. L'extrémité 7 du bloc de béton 11 présente deux pans 71 et 72 de part et d'autre du cylindre 12. Ces pans 71 et 72 présentent des angles de dépouille a inférieurs à 5°, de préférence égaux à 2°, par rapport à un plan P2 perpendiculaire au plan P1 et à l'axe X-X'. Ces pans 71 et 72 s'étendent à partir du cylindre 12 dans une direction opposée la semelle 20, selon l'axe X-X'. Sur une extrémité 8 du bloc de béton 11 opposée à l'extrémité 7 selon l'axe X-X', un élément femelle d'assemblage 40 métallique est ancré dans le béton par l'intermédiaire de fers 2. Cet élément femelle 10 est avantageusement en acier. L'élément femelle d'assemblage 40 comprend un demi-cylindre creux 42 ancré dans le béton, et s'étendant selon un axe A42 parallèle à l'axe Z-Z'. Ce demi-cylindre creux 42 débouche, sur sa face supérieure 44, sur un méplat 46 du module 1, et sur sa face inférieure 48 dans un logement 50 pratiqué dans le béton et s'étendant de part et d'autre du plan P1, jusqu'à la base 3. Les fers 2 peuvent avantageusement relier les éléments mâle 10 et femelle 40 d'assemblage à travers le bloc de béton 11, conférant au module de séparation 1 une grande rigidité. Le cylindre creux 42 a un diamètre intérieur D42 sensiblement égal au diamètre extérieur du cylindre 12, ce qui permet aux cylindres 12 et 42 d'avoir des formes complémentaires. L'élément femelle d'assemblage 40 comporte deux réservations 52 et 54. La réservation 52, dite inférieure, est ancrée dans le béton, s'étend de part et d'autre du plan P1 et s'ouvre sur le logement 50. La réservation dite supérieure 54 est également ancrée dans le béton, s'étend également de part et d'autre du plan P1 et s'ouvre sur le méplat 46 du module 1. Les réservations inférieure 52 et supérieure 54 sont fixées au cylindre creux 42, par exemple par soudage. Les réservations 24, 52 et 54 sont de formes sensiblement identiques. Elles présentent chacune une forme parallélépipédique, à l'exception d'une rampe de serrage 30. Cette rampe est inclinée par rapport à l'axe Al2 et A42 voisin et ménagée sur la face de la réservation 24, 52 ou 54 la plus proche du cylindre respectif 12 ou 42 auquel elle est reliée. Ces rampes 30 divergent respectivement des axes Al2 ou A42 en direction de la partie centrale C du module 1 située à mi-distance, selon la direction verticale, de la base 3 et de la face supérieure 4 du bloc de béton 11. Le gousset 22 de l'élément mâle d'assemblage 10 comprend également une rampe de serrage 32 dont la géométrie est similaire aux rampes 30 des réservations 24, 52 et 54. Le fonctionnement est le suivant. Lorsqu'une équipe de travaux décide d'assembler un module 1 de séparation en béton avec un autre module 100 de séparation pour créer une barrière B de séparation, les deux modules sont approchés l'un de l'autre de façon à ce qu'un élément mâle d'assemblage 10 porté par le module 1 fasse face à un élément femelle d'assemblage 40 porté par le module 100. Pour assembler le module 1 et le module 100, on soulève l'extrémité 8 du module 100 portant un élément femelle d'assemblage 40, afin de coiffer le gousset 22 de l'élément mâle 10 d'assemblage du module 1 avec la réservation 52 de l'élément femelle 40 d'assemblage du module 100, lorsque celui-ci est reposé au sol. Simultanément, la semelle 20 de l'élément mâle d'assemblage 10 du module 1 est reçue dans le logement 50 du module 100 et le demi-cylindre en saillie 12 de l'élément mâle 10 est reçu dans le demi-cylindre creux 42 de l'élément femelle 40. L'assemblage des modules 1 et 100 est alors réalisé. Pour verrouiller l'assemblage de la barrière B, une clé de verrouillage 80 est utilisée. Cette clé de verrouillage 80 est une pièce métallique portant deux goussets 82 similaires au gousset 22 et alignés dans le même plan. Ces deux goussets 82 comportent chacun, sur une face en vis-à-vis, une rampe de serrage 84 similaire aux rampes 30 et 32, divergeant d'un axe médian X80 en s'éloignant d'une embase 86 de la clé 80. Selon cette embase 86 et au niveau de l'axe X80i la clé de verrouillage 80 comporte un trou 88 traversant la clé de verrouillage et se situant à égale distance des goussets 82. La clé de verrouillage 80 peut être constituée d'une pièce de fonderie pleine. Elle peut également être constituée en partie d'un pliage de tôle métallique comportant éventuellement des renforts. Afin de verrouiller les modules 1 et 100, les goussets 82 de la clé de verrouillage 80 sont insérés dans les réservations supérieures 54 de l'élément femelle 40 d'assemblage du module 100 et dans la réservation supérieure 24 de l'élément mâle 10 d'assemblage du module 1. Cette insertion de la clé de verrouillage 80 se poursuit avec l'engagement de la tige filetée 15 de l'élément mâle d'assemblage 40 du module 1 dans le trou 88 de la clé de verrouillage. La géométrie de la clé de verrouillage 80 est étudiée de manière à ce qu'une partie de la tige filetée 15 dépasse de cette clé afin d'y visser un écrou 90, représenté uniquement à la figure 6, permettant de serrer la clé de verrouillage 80 contre la face supérieure 13 du cylindre en saillie 12. Un tel serrage permet d'exercer un appui surfacique entre les rampes 30 des réservations 24 et 54 et les rampes 84 des goussets 82, ainsi qu'entre la rampe 32 du gousset 22 et la rampe 30 de la réservation 52. Ces appuis surfaciques permettent de transformer l'effort E, exercé par la clé de verrouillage selon l'axe Al2 en efforts E2 selon l'axe X-X' tendant à rapprocher l'élément mâle 10 d'assemblage du module 1 et l'élément femelle 40 d'assemblage du module 100 l'un de l'autre. De cette façon, le contact entre les cylindres 12 et 42 est maintenu serré, ce qui permet de rigidifier la structure et de diminuer les jeux. On obtient ainsi une coopération acier/acier d'une meilleure rigidité qu'une coopération béton/béton. En cas de chocs, la barrière B est susceptible de se déformer malgré la rigidité de la structure. Si un tel cas arrive, il se peut que l'un des modules pivote par rapport à l'autre selon l'axe Al2. Dans ce cas, la géométrie des pans 71 et 72 en dépouille de l'extrémité 7 du bloc de béton 11 du module 1 est étudiée de manière à créer un appui surfacique avec l'extrémité 8 du bloc de béton 11 du module 100, ce qui permet une bonne répartition des efforts dans le béton et améliore la durée de vie des modules de séparation 1 et 100. L'invention laisse la possibilité de solidariser plusieurs modules, et éventuellement de faire suivre à la barrière B de légères courbes. Le méplat 6 du module 1 et le méplat 46 du module 100 créent ensemble un volume V1 de réception de l'embase 86 de la clé de verrouillage 80. Ce volume permet l'insertion de la clé sur la tige filetée 15 sans que la clé de verrouillage 80 ne dépasse de la face supérieure 4 du bloc de béton 11, afin d'autoriser le gerbage de plusieurs modules. Selon une variante non représentée de l'invention, le cylindre 12 ne comprend pas de tige filetée mais un perçage taraudé qui s'étend selon l'axe Al2 à partir de la face 13 et dans lequel une vis, insérée dans le trou 88 de la clé de verrouillage 80, peut être vissée afin de solidariser la clé de verrouillage 80 avec les modules 1 et 100. REVENDICATIONS1.- Module de séparation de voies comprenant un bloc de béton (11), un élément mâle (10) et un élément femelle (40) d'assemblage situés chacun à une extrémité (7, 8) du bloc de béton (11), caractérisé en ce que les éléments mâle (10) et femelle (40) d'assemblage sont formés de pièces métalliques ancrées dans le bloc de béton (11), en ce que l'élément mâle (10) d'assemblage comprend : un cylindre (12) en saillie par rapport au bloc de béton (11) et s'étendant autour d'un axe (Al2) perpendiculaire à un axe longitudinal (X-X') du module, une semelle (20) en saillie par rapport au bloc de béton (11), s'étendant selon l'axe longitudinal (X-X') du module (1) et comportant un gousset (22) saillant par rapport à la semelle, selon un axe (A22) parallèle à l'axe du cylindre (Al2), une réservation (24) débouchant sur une face supérieure (6) du module (1), en ce que l'élément femelle (40) comprend : un demi-cylindre creux (42) apte à recevoir en partie un cylindre (12) en saillie d'un second module (100), une réservation (54) débouchant sur la face supérieure (46) du module (1), une réservation (52) débouchant sur une face inférieure (3) du module et apte à recevoir le gousset (22) d'un autre module (100) identique. 2.- Module de séparation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les réservations (24, 52, 54) présentent des rampes (30) inclinées adaptées pour coopérer avec des rampes (32, 84) correspondantes pratiquées sur le gousset (22) et sur une clé de verrouillage (80) et en ce que ces rampes (30, 32) divergent de l'axe longitudinal (Al2, A42) du cylindre (12) ou demi-cylindre (42) voisin en direction d'une partie centrale (C) du module (1) selon cet axe. 3.- Module de séparation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments mâle (10) et femelle (40) sont ancrés dans le béton par l'intermédiaire de fers (2) orientés selon une direction longitudinale (X-X') du module (1). 4.- Module de séparation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc de béton (11) présente une forme prismatique, dont la base (3) a une longueur (L1) comprise entre 4000 et 10000 mm, de préférence 6000 mm, et une largeur(I1) comprise entre 250 et 350 mm, de préférence 300 mm, et dont la hauteur (H1) est comprise entre 600 et 800 mm, de préférence 700 mm. 5.- Module de séparation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc de béton (11) présente, de part et d'autre du cylindre (12) en saillie, deux pans (71, 72) orientés avec des angles de dépouille (a) inférieurs à 5° par rapport à un plan transversal du module perpendiculaire à l'axe longitudinal (X-X') du module et contenant l'axe longitudinal (Al2) du cylindre (12). 6.- Module de séparation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre (12) en saillie porte, sur sa face supérieure (13), une tige filetée (15) coaxiale au cylindre (12) et apte à s'engager dans un orifice (88) correspondant d'une clé de verrouillage (80). 7.- Module de séparation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le cylindre (12) en saillie comporte, sur sa face supérieure (13), un perçage taraudé coaxial au cylindre (12) et adapté pour recevoir une vis engagée dans un orifice (88) d'une clé de verrouillage (80). 8.- Barrière de séparation de voies en béton, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux modules (1, 100) de séparation selon l'une des revendications précédentes solidarisés par une clé de verrouillage (80). 9.- Barrière de séparation de voies en béton selon la revendication 8, caractérisée en ce que la clé de verrouillage (80) est adaptée pour se bloquer dans la réservation supérieure (24) de l'élément mâle (10) d'un (1) des modules et dans la réservation supérieure (54) de l'élément femelle (40) de l'autre module (100). 10.- Barrière de séparation de voies en béton selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que la clé de verrouillage (80) est pourvue d'un orifice (88) apte à recevoir un élément fileté (15) coaxial au cylindre (12) en saillie de l'élément mâle (10).