Brevet FR2989162A1 — publié le 20131011

[01] La présente invention concerne le domaine technique des protections antidéflagrations utilisées dans le cadre du déminage et/ou de la dépollution de zones urbaines ou périurbaines dont le sol est susceptible de renfermer des munitions ou des charges explosives. [02] Lors d'opérations de nettoyage de sites militaires désaffectés ou lors d'opérations de terrassement dans des zones urbaines ayant subi par le passé des bombardements des épisodes de guerre, il est possible de découvrir des munitions ou des charges explosives enfouies dans le sol. La découverte de telles munitions impose des mesures de sécurité afin de protéger les travailleurs et/ou les populations situées à proximité du site de découverte de l'engin explosif. Ces mesures de sécurité font généralement intervenir la mise en place d'un périmètre de sécurité dans lequel aucune personne autre que des démineurs ne doit être présente tant que l'engin explosif n'a pas été désamorcé ou neutralisé. Or, la mise en place d'un tel périmètre de sécurité peut induire à un déplacement de populations important susceptible de poser des problèmes de logistique et d'organisation. Afin de réduire l'étendue du périmètre de sécurité, il a été proposé de mettre en oeuvre des dispositifs tendant à confiner l'éventuelle explosion accidentelle de l'engin explosif. Les dispositifs généralement utilisés consistent en des sortes de tentes remplies d'eau ou de sable de manière à absorber l'énergie de la déflagration. Or, de tels dispositifs, s'ils sont efficaces, présentent l'inconvénient d'être relativement longs à mettre en place de sorte qu'ils ne permettent pas de réduire rapidement l'étendue du périmètre de sécurité et imposent le recours à une évacuation temporaire du périmètre de sécurité. [3] Ainsi, il est apparu le besoin d'un dispositif qui permette de sécuriser rapidement un engin explosif en assurant un confinement au moins partiel de son explosion éventuelle de façon à réduire de manière substantielle le périmètre de sécurité et donc les mesures de déplacement des populations en cas de découverte d'un tel engin explosif en zone urbaine ou périurbaine. [4] Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un caisson de protection contre l'explosion accidentelle au sol d'un ou plusieurs engins explosifs correspondant à une charge totale inférieure ou égale à 12kg équivalent TNT, caisson qui présente une forme générale sensiblement parallélépipédique et qui comprend : au moins trois parois latérales et une paroi supérieure étant chacune dépourvues d'ouverture et formées par au moins une plaque de tôle d'acier et délimitant une chambre de confinement et, à l'opposé de la paroi supérieure, une ouverture de mise en place au dessus de la munition, - à l'intérieur de la chambre de confinement, des goussets longitudinaux de liaison entre, d'une part, les parois latérales adjacentes et, d'autre part, entre chaque paroi latérale et la paroi supérieure, chaque gousset s'étendant sur sensiblement toute la longueur de la zone de liaison entre les deux bords adjacents des parois et étant réalisée en plaque de tôle d'acier, les parois étant assemblées entre elles bord à bord par des soudures continues et les goussets étant liés aux parois correspondantes par des soudures continues, et la chambre de confinement présentant une largeur, une longueur et une hauteur, chacune supérieure ou égale à 1,80 m et de préférence supérieur à 2,00 m. [05] Un tel caisson de protection, qui est préfabriqué, peut être disposé rapidement au dessus d'un engin explosif de manière à le placer dans la chambre de confinement de sorte qu'en cas d'explosion accidentelle le souffle de l'explosion et les projections sont soit déviés, soit confinés. Un tel caisson est donc particulièrement utile lors d'opération de dépollution et/ou de terrassement dans des régions avec de fortes probabilités de présence de munitions ou d'engins explosifs suite à des conflits armés ou suite à une utilisation militaire. En effet, il suffit de disposer du caisson selon l'invention à proximité du site à risque pour en cas de découverte d'un engin explosif venir placer rapidement le caisson au dessus de l'engin et ainsi sécuriser les lieux dans un temps très nettement inférieur à celui qui aurait été nécessaire pour procéder à une évacuation du périmètre sécurité règlementaire pour l'engin explosif sans mise en oeuvre du caisson. [06] Par ailleurs, les dimensions de la chambre de confinement du caisson selon l'invention sont suffisamment importantes pour permettre à un démineur de s'y tenir pour intervenir sur l'engin explosif dans de bonnes conditions avec une grande liberté de mouvement. [07] Selon une première forme de réalisation, le caisson comprend une ouverture latérale d'évacuation du souffle qui possède une hauteur et une largeur sensiblement égales respectivement à la hauteur et à la largeur de la chambre de confinement. Une telle ouverture dans la chambre de confinement permet de diriger le souffle d'une éventuelle explosion dans une direction privilégiée de sorte que le caisson selon l'invention permet d'assurer une réduction sur 280° de la distance de sécurité par rapport à l'emplacement de l'engin explosif. [08] Selon une deuxième forme de réalisation, le caisson comprend : - une quatrième paroi latérale qui est articulée sur une autre paroi et qui est mobile entre une position d'ouverture et une position de fermeture de la chambre de confinement, - des moyens de maintien de la quatrième paroi latérale en position de fermeture. Cette forme de réalisation permet d'assurer un confinement total d'une éventuelle explosion de sorte que la distance de sécurité par rapport à l'engin explosif se trouve réduite sur 360° autour de l'engin explosif. [9] Selon une caractéristique de l'invention, chaque paroi présente, dans une zone centrale délimitée par les goussets de liaison et ses éventuels bords libres, une épaisseur supérieure ou égale à 25 mm et, de préférence, supérieure ou égale à 29 mm. Une telle épaisseur de paroi contribue à conférer au caisson, d'une part, une résistance suffisante pour supporter les impacts des projections générées par une explosion et, d'autre part, un poids qui évite au caisson de trop se déplacer sous l'effet du souffle. [10] Selon une variante de cette caractéristique, chaque paroi est formée, dans la région centrale au moins par la superposition d'au moins deux plaques en tôle d'acier d'une épaisseur supérieure ou égale à 10 mm chacune et, de préférence, d'une épaisseur supérieure ou égale à 15 mm. La mise en oeuvre de plusieurs plaques permet, d'une part, de palier aux difficultés d'approvisionnement et de manipulation de plaques d'acier d'une épaisseur supérieure à 30 mm et, d'autre part, de conférer une possibilité de déformation différentielle des plaques superposées ce qui permet au caisson selon l'invention de mieux absorbé l'énergie du souffle d'une explosion accidentelle. [11] Dans le cadre de cette variante, les plaques superposées sont, de préférence, liées entre elles en plusieurs points de la région centrale. [12] Toujours dans le cadre de cette variante et de manière plus particulièrement préférée, les plaques superposées sont liées dans la région centrale par des points de soudure. [13] Selon une autre caractéristique de l'invention, le caisson de protection comprend une ceinture périphérique de renfort des bords libres des parois latérales et supérieure. La mise en oeuvre d'une telle ceinture permet de limiter la déformation du caisson sous l'effet du souffle. [14] Selon une variante de cette caractéristique, la ceinture périphérique de renfort est réalisée en tubes d'acier soudés aux parois. [15] Selon une autre caractéristique de l'invention, le caisson présente une masse supérieure ou égale à 5 tonnes. Une telle masse permet au caisson de supporter une explosion sans trop se déplacer. [16] De manière plus particulièrement préférée mais non strictement nécessaire, le caisson présente alors une masse comprise en entre 5 tonnes et 7 tonnes. [17] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, chaque paroi est réalisée en plaque d'acier présentant les caractéristiques suivantes : - Limite d'élasticité Re environ 1200 Nimm2 - Limite de rupture Rm environ 1400 Nimm2. [18] De telles caractéristiques permettent au caisson d'absorber efficacement l'énergie du souffle d'une éventuelle explosion. [19] Selon une caractéristique de l'invention, la face interne de chaque paroi est réalisée en plaque d'acier présentant une Dureté Brinell comprise entre 425 et 475 HBW. Une telle dureté permet aux plaques de bien résister aux impacts des projections engendrée par l'explosion. [20] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le caisson de protection présente une largeur et une hauteur inférieures ou égales à 2,50 m et une longueur inférieure ou égale 6 m. De telles dimensions permettent un transport routier dans des conditions normales en dehors de tout convoi spécial. [21] Selon une autre forme de réalisation de l'invention, le caisson de protection est démontable et formé de demi-caissons assemblés selon un plan de joint divisant en deux parties la paroi supérieure et la paroi latérale de fond. Une telle forme de réalisation permet d'obtenir un caisson de protection possèdant des dimensions supérieures au gabarit routier tout en ayant des demi-caissons s'inscrivant dans le gabarit routier. [22] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. [23] Par ailleurs, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes non limitatives de réalisation d'un caisson de protection conforme à l'invention. La figure 1 est une perspective schématique d'un caisson de protection selon l'invention. La figure 2 est une coupe droite selon le plan II-II du caisson de protection illustré à la figure 1. La figure 3 est une coupe droite selon le plan III-III du caisson de protection illustré à la figure 1. La figure 4 est une coupe droite selon le plan IV-IV d'une question de protection illustrée à la figure 1. La figure 5 est une vue de développée des parois constitutives du caisson de protection illustré aux figures 1 à 4. La figure 6 illustre de manière schématique que le confinement partiel d'une explosion d'un engin explosif dans la chambre de confinement du caisson illustrée aux figures 1 à 4. La figure 7 est une coupe analogue à la figure 4 qui montre une autre forme de réalisation du caisson selon l'invention comprenant une paroi mobile. La figure 8 est une perspective schématique d'une autre de réalisation d'un caisson selon l'invention formé de l'assemblage démontable de deux demi-caissons. La figure 9 est une coupe selon la ligne IX-IX de la figure 8. Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références. [24] Un caisson de protection selon l'invention, tel qu'illustré aux figures 1 à 4, est destiné à offrir une protection contre l'explosion accidentelle d'un engin explosif tel que, par exemple, une munition de la seconde guerre mondiale découverte dans le cadre d'une opération de nettoyage ou de terrassement. [25] Lors de la découverte d'une telle munition en site urbain ou périurbain, il nécessaire de pouvoir protéger les personnes situées dans l'environnement du lieu de découverte contre les effets d'une explosion accidentelle de l'engin explosif. A cet effet l'invention propose un caisson de protection destiné à être placé au dessus de l'engin explosif pour définir avec le sol un volume de confinement au moins partiel du souffle et des projections en cas d'explosion accidentelle de l'engin. [26] Un tel caisson selon l'invention présente une forme générale sensiblement parallélépipédique et comprend au moins trois parois latérales et selon l'exemple illustré exactement trois parois latérales 1,2,3. Le caisson comprend également une paroi supérieure 4 qui définie avec les parois latérales 1 à 3 une chambre de confinement C. Selon l'exemple illustré la chambre de confinement présente une forme générale sensiblement parallélépipédique et se trouve ouverte au niveau, d'une part, d'une face inférieure située à l'opposé de la paroi supérieure 4 et, d'autre part, d'une ouverture latérale 5 située à l'opposé de la paroi latérale 2. [27] Afin de permettre une intervention aisée des services de déminage et la poursuite des travaux de dégagement de l'engin explosif avant sa neutralisation, la chambre de confinement C possède des dimensions autorisant la station débout ainsi qu'éventuellement la mise en oeuvre d'une mini pelle. Ainsi, la chambre de confinement C possède une hauteur H, une largeur e et une longueur L chacune supérieure à 1,80 m et de préférence à 2,00 m. Selon l'exemple illustré, la hauteur H, la largeur e et la longueur L sont de l'ordre de 2,30 m. Enfin d'offrir une chambre de confinement C aussi grande que possible tout en permettant un transport du caisson de protection par voie routière normale en dehors de tout convois exceptionnel, les dimensions de la chambre de confinement seront choisies de manière que la largeur et la hauteur hors tout du caisson soient inférieures ou égales à 2,50 et, de préférence, sensiblement égales à 2,50 m tandis que la longueur hors tout du caisson est inférieure ou égale à 6 m et, de préférence, comprise entre 2,50 m et 6 m. [28] Chaque paroi 1 à 4 du caisson est formée par au moins une plaque d'acier et selon l'exemple illustré chaque paroi du caisson est formée par deux plaques d'acier à savoir une plaque une plaque intérieure Pi et une plaque extérieure Pe. La plaque intérieure Pi définit alors la face interne correspondante de la chambre de confinement C. [29] Afin de permettre au caisson de supporter l'explosion d'une charge équivalente à 12kg de TNT sans se déformer, l'acier utilisé possède une limite d'élasticité supérieure à 1000 N/mm 2 et une limite de rupture supérieure à 1200 Nimm2 tandis que l'acier constitutif de la plaque intérieure possède en outre une dureté Brinell supérieure à 400 HBW. Selon l'exemple illustré, il est utilisé, pour les plaques intérieures Pi et extérieures Pe, il est utilisé des plaques d'acier d'une épaisseur de 15 mm commercialisées sous la dénomination HARDOX 450 par la société SSAB. Ainsi, l'acier utilisé possède une dureté Brinell comprise entre 425 et 475 HBW tandis que sa limite d'élasticité vaut environ 1200 N/mm 2 et sa limite de rupture environ 1400 Nimm2. [30] La fabrication du caisson fait tout d'abord intervenir l'assemblage par soudure des plaques constitutives des parois 1 à 4. [31] Pour les parois latérales gauche 1 et droite 3, la plaque intérieure Pi possède des dimensions inférieures à celle de la plaque extérieure Pe et se trouve positionnée de manière à avoir deux bords décalés sur deux cotés par rapport au bord de la plaque extérieure Pe pour la liaison avec les autre parois du caisson et deux bords alignés avec deux bords de la plaque extérieure Pe, comme le montre la figure 5. [32] Pour la paroi latérale de fond 2 et la paroi supérieure 4, la plaque intérieure Pi possède des dimensions inférieures à celle de la plaque extérieure Pe et se trouve positionnée de manière à avoir trois bords décalés sur trois cotés par rapport au bord de la plaque extérieure Pe pour la liaison avec les autre parois du caisson et un bords alignés avec un bord de la plaque extérieure Pe, comme le montre la figure 5. [33] Les plaques intérieures Pi et extérieures Pe sont alors liées par des soudures continues au niveau de leurs bords en coïncidence et par des soudures discontinues au niveau des bord de la plaque intérieure Pi situés en retrait par rapport aux bords de la plaque extérieure Pe. Les plaques intérieure Pi et extérieure Pe sont en outre reliées par des points de soudure répartis sur la surface de la plaque intérieure Pi. Les parois ainsi formées présentent une épaisseur supérieure à 29 mm et, ici, de l'ordre de 30 mm dans une région centrale correspondant dans le cas présent à l'étendue de la plaque intérieure Pi. [34] Après formation des parois 1 à 4 pleines et dépourvues d'ouverture, le caisson est mis en volume par l'assemblage bord à bord des parois 1 à 4. A cet effet, il est réalisé des cordons de soudure continu au niveau des arrêtes extérieures du caisson et éventuellement dans les angles intérieurs de jonction. [35] La fabrication du caisson est poursuivie par la mise en place de goussets longitudinaux 10 reliant chaque paroi à la paroi adjacente. Les goussets 10 s'entendent sur toute la longueur de la zone de liaison correspondante en reliant les bords décalés des plaques intérieures Pi auxquels ils sont liés par un cordon de soudure continu. [36] Les goussets 10 forment un angle de 125° environ avec la plaque intérieure Pi adjacente et définissent à l'intérieur de la chambre de confinement des coins cassés qui contribuent la résistance du caisson au souffle d'une explosion dans la chambre de confinement en évitant la concentration des contraintes dans les angles. Chaque gousset 10 est constitué par une plaque d'acier de nature analogue à celle constitutive de chaque plaque intérieure Pi. [37] Afin de renforcer la résistance du caisson au souffle d'une explosion, il est mis en place une ceinture périphérique 15 de renfort des bords libres des parois 1 à 4. Cette ceinture de renfort 15 est formée par des tronçons de tubes d'acier liés entre eux et aux parois latérales par des cordons de soudure continus. [38] Le caisson ainsi formé présente une masse d'environ 6 tonnes. [39] Lors de la découverte d'un engin explosif, le caisson est placé au-dessus de sorte l'engin se trouve placé dans la chambre de confinement comme le montre la figure 6. En cas d'explosion, le souffle serait évacué par l'ouverture latérale de sorte les zones situées dans le secteur angulaire des parois latérales sont protégées. Le caisson selon l'invention offre alors une protection à 270° qui permet de réduire fortement le périmètre de sécurité dans le secteur angulaire. Afin d'optimiser la protection offerte par le caisson, son ouverture latérale et de préférence orientée vers les zones présentant le moins de population de sorte que l'établissement du périmètre de sécurité induit un déplacement de populations aussi réduit que possible. [40] Selon l'exemple décrit précédemment, l'ouverture latérale 5 du caisson reste ouverte en permanence. Toutefois, selon une variante de réalisation illustrée à la figure 7, le caisson comprend une paroi latérale 20 qui est articulée sur la paroi latérale gauche 1 de manière à être mobile entre une position ouverte et une position fermée. La paroi latérale mobile est formée par deux plaques intérieure Pi et extérieure Pe de même dimension. Selon l'exemple illustré il s'agit de deux plaques d'Hardox 450 de 15mm d'épaisseur soudées entre elles. Le caisson comprend en outre des moyens de maintien 22 de la paroi mobile 20 en position fermée. Selon l'exemple illustré, la paroi mobile 20 est maintenue et articulée sur la paroi latérale gauche 1 par des paumelles 21 soudées sur la ceinture 15. Les moyens de maintient sont alors formés par des crochets 22 qui coopèrent avec des doigts d'accrochage complémentaire porté par la ceinture 15 de la paroi latérale droite 3. [41] Le caisson avec la paroi latérale 20 mobile permet alors un confinement total d'un engin explosif. [42] Selon les exemples décrits en relation avec les figures 1 à 7, le caisson de protection possède un caractère monobloc non démontable sauf en ce qui concerne éventuellement sa paroi mobile. Toutefois un tel mode de réalisation n'est pas strictement nécessaire à la formation d'un caisson conforme à l'invention. [43] Ainsi, les figures 8 et 9, illustrent une autre forme de réalisation de l'invention selon laquelle le caisson est formé par l'assemblage démontable de deux demi-caissons D1 D2 reliés au niveau d'un plan de joint P qui selon l'exemple illustré correspond à un plan médian longitudinal normal aux parois 2 et 4. Ainsi, le plan de joint P divise la paroi supérieure 4 et la paroi de latérale de fond 2 chacune en deux parties sensiblement égales, respectivement 41, 42 et 21, 22. Afin de permettre un assemblage résistant des demi-caissons D1 et D2, la ceinture de renfort 15 s'étend également le long des bords d'assemblage des demi-parois 41 et 42. L'assemblage se fait alors au moyen de boulons, non représentés, répartis régulièrement le long des segments en contact de la ceinture de renfort. Afin de renforcer cette liaison, les demi-parois 41, 42 et 21, 22 comprennent des plaques d'assemblage 25 qui s'étendent à l'intérieur de la chambre de confinement à l'aplomb des bords d'assemblage des demi-parois. Les plaques d'assemblage 25 sont également liées entre elles par des boulons non représentés. [44] Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées au caisson selon l'invention dans le cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS1. Caisson de protection contre l'explosion accidentelle au sol d'un ou plusieurs engins explosifs correspondant à une charge totale inférieure ou égale à 12kg équivalent TNT, caisson qui présente une forme générale sensiblement parallélépipédique et qui comprend : - au moins trois parois latérales (1, 2, 3) et une paroi supérieure (4) étant chacune dépourvues d'ouverture et formées par au moins une plaque de tôle d'acier et délimitant une chambre de confinement (C) et, à l'opposé de la paroi supérieure (4), une ouverture de mise en place au dessus de l'engin explosif, - à l'intérieur de la chambre de confinement (C), des goussets (10) longitudinaux de liaison entre, d'une part, les parois latérales adjacentes et, d'autre part, entre chaque paroi latérale et la paroi supérieure, chaque gousset (10) s'étendant sur sensiblement toute la longueur de la zone de liaison entre les deux bords adjacents des parois et étant réalisé en plaque de tôle d'acier, les parois étant assemblées entre elles bord à bord par des soudures continues et les goussets étant liés aux parois correspondantes par des soudures continues, et la chambre de confinement (C) présentant une largeur (e), une longueur (L) et une hauteur (H), chacune supérieure ou égale à 1,80 m et de préférence supérieur à 2,00 m. 2. Caisson de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une ouverture latérale (5) d'évacuation du souffle qui possède une hauteur et une largeur sensiblement égales respectivement à la hauteur (H) et à la largeur (e) de la chambre de confinement (C). 3. Caisson de protection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend : - une quatrième paroi latérale (20) qui est articulée sur une autre paroi (1) et qui est mobile entre une position d'ouverture et une position de fermeture de la chambre de confinement (C), - des moyens de maintien (22, 23) de la quatrième paroi latérale mobile (20) en position de fermeture. 4. Caisson de protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque paroi (1 à 4, 20) présente, dans une zone centrale délimitée par les plaquesde liaison et ses éventuels bords libres, une épaisseur supérieure ou égale à 25 mm et de préférence supérieure ou égale à 29 mm. 5. Caisson de protection selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque par paroi (1 à 4, 20) est formée, dans la région centrale au moins par la superposition d'au moins deux plaques (Pi, Pe) en tôle d'acier d'une épaisseur supérieure ou égale à 10 mm chacune et, de préférence, d'une épaisseur supérieure ou égale à 15 mm. 6. Caisson de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce que les plaques superposées (Pi, Pe) sont liées entre elles en plusieurs points de la région centrale. 7. Caisson de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que les plaques superposées (Pi, Pe) sont liées dans la région centrale par des points de soudure. 8. Caisson de protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une ceinture périphérique (15) de renfort des bords libres des parois latérales (1 à 3) et supérieure (4). 9. Caisson de protection selon la revendication 8, caractérisé en ce que la ceinture périphérique de renfort (15) est réalisée en tubes d'acier soudés aux parois (1 à 4, 20). 10. Caisson protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une masse supérieure ou égale à 5 tonnes. 11. Caisson protection selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il présente une masse comprise en entre 5 tonnes et 7 tonnes. 12. Caisson de protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque paroi (1 à 4, 20) est réalisée en plaque d'acier (Pe, Pi) présentant les caractéristiques suivantes : - Limite d'élasticité Re environ 1200 Nimm2, - Limite de rupture Rm environ 1400 Nimm2. 13. Caisson de protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face interne de chaque paroi (1 à 4, 20) est réalisée en plaque d'acier présentant une Dureté Brinell comprise entre 425 et 475 HBW. 14. Caisson de protection selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il présente une largeur et une hauteur inférieures ou égales à 2,50 m et une longueur inférieure ou égale 6 m. 15. Caisson de protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que en ce qu'il est démontable et formé de demi-caissons (D1, D2) assemblés selon unplan de joint (P) divisant en deux parties la paroi supérieure (4) et la paroi latérale de fond (2).