Brevet FR3034784A1 — publié le 20161014

La structure élémentaire préfabriquée accueille les composants spécifiques dédiés à la construction d'infrastructures linéaire de systèmes guidés, à leur maintenance et/ou à leur renouvellement. En d'autres termes, à la mise en place du support de l'infrastructure de systèmes guidés ferroviaire et/ou pneumatique, qu'ils soient permanent ou temporaire, affecté au transport de personnes, de matériels, matériaux, marchandises et/ou de manoeuvre d'engin. 1.OBJECTIFS DE L'INVENTION Structure élémentaire universelle La structure élémentaire préfabriquée est exploitable pour tous types d'infrastructures linéaires dédiées aux systèmes guidés. Communément en matériau composite, elle intègre toutes les dispositions nécessaires à la fixation des composants du système. Cette structure élémentaire est une dalle préfabriquée installée sur différents supports tels que : plateforme, radier d'ouvrage lorsque ces structures sont différenciées ; tablier lorsque l'élément est intégré à l'ouvrage d'art aérien. L'assemblage longitudinal de ces éléments constitue la structure d'assise de l'infrastructure linéaire du système guidé : le plan de roulement, le guidage, l'acheminement de l'énergie du système guidé considéré. Sécurité Dès la phase d'installation le concept est propice à la libre circulation des intervenants et engins autonomes sur le chantier. À toutes les phases de réalisationd'un projet respectivement d'exploitation, le concept permet d'avoir une gestion pertinente 30 de la sécurité des intervenants sur la zone définie comme le « chantier » respectivement de la ligne et des sites associés. A fortiori lorsque celle-ci est de configuration « fermée » (tunnel, viaduc) et particulièrement vis-à-vis de l'évacuation 3034784 2 partielle ou totale du site des différents acteurs, de circulation et de l'acheminement des moyens de secours. Circulation piétonne À toutes les étapes aucun obstacle n'entrave la circulation du 5 personnel. Lors de la phase d'installation sur site, le tronçon réglé avant le calage définitif des éléments, est prohibée à la circulation. Cette zone reste toutefois praticable en cas d'évacuation d'urgence. L'infrastructure offre une plateforme piétonne circulable tant 10 par les personnels de construction, d'inspection, de maintenance, d'exploitation, de renouvellement que par le public qui viendrait à être évacué du site. Elle permet le flux croisé des personnes lors des opérations d'évacuation d'urgence. Elle rend fortuit le recours à un dispositif annexe tel qu'une 15 passerelle. Circulation d'engin Le concept renvoi à la notion d'un type de voie Rail/Route lequel autorise l'utilisation de matériel roulant ferroviaire, routier autonome et/ou guidé et/ou mixte. Cet avantage vise à 20 réduire les coûts d'investissement des engins nécessaires lors des phases de construction du système et du matériel roulant tant d'inspection, de maintenance que d'intervention d'urgence. Simplicité, rapidité, flexibilité La technologie de la structure élémentaire préfabriquée est 25 simple à pré-fabriquer, rapide et souple à mettre en oeuvre tant pour son installation, son renouvellementque pour la réalisation du/des plans de roulement et l'installation des composants. Ces atouts persistentque la structure élémentaire soit différenciée des supports (plate-forme, radier) ou intégrée (tablier d'ouvrage). 3034784 3 Approvisionnement des matériaux La structure élémentaire préfabriquée permet de s'affranchir des contraintes induites par l'utilisation de quantité importante de béton coulé sur le site de destination. Parmi celles-ci, sans 5 s'y limiter, celles inhérentes : o au processus de confection du béton (usine), à son approvisionnement (circulation et stationnement urbain), à son mode acheminement (mixeur, pompage, reprise, transfert) et à sa mise en place (coulage, vibrage, talochage, 10 curage), o aux volumes importants de béton liées aux volumes à combler et par conséquence à mettre en oeuvre sur le site de destination, lesquels conditionnent la cadence de réalisation de l'ouvrage, 15 o à l'occupation prolongée de tout ou partie d'un ouvrage pour l'installation des équipements d'acheminement du béton. Cet aspect a pour incidence directe d'étendre la durée de construction de l'ouvrage considéré et/ou de l'installation des équipements auquel il est destiné, 20 o à la neutralisation du tronçon sur lequel le béton fait sa prise, o à la délivrance d'autorisation administrative quasi exclusivement diurne pour les travaux en zone urbaine, o aux nuisances environnementales exportées, notamment 25 sonores (riverains, commerces, etc.), o à la pollution (eau de lavage, curage, etc.), o aux intempéries. Ordonnancement des travaux / Planning Circulation d'engin - Co-activité 30 Les éléments préfabriqués approvisionnés et installés, qu'ils aient été ou non figées, équipés ou en en cours d'équipement de tout ou partie de leurs composants définitifs, permettent la circulation d'engins routiers. Cette possibilité offre un panel 3034784 4 d'alternatives nouvelles, propices à un ordonnancement optimisé des travaux de réalisation de l'ouvrage tant d'un point de vue des infrastructures que des équipements à y installer. L'absence d'entrave à la circulation sur/dans l'ouvrage, 5 favorise l'approvisionnement continu des matériels et matériaux ainsi que l'installation des équipements du système. La possibilité de circulation tant piétonne, ferroviaire, routière autonome ou guidée, mixte (rail/route), permet et facilite la coexistence d'activités de différents corps de 10 métiers, particulièrement dans un environnement contraint. Conception des systèmes de transport Le concept de voie piétonne circulable par du matériel roulant autonome ou guidé impacte significativement la conception globale du système de transport. 15 Une infrastructure, notamment de transport, apte à offrir un cadre sécuritaire significativement amélioré atteint plusieurs cibles dont : o Dimensions des ouvrages de génie civil La règlementation exige un cheminement piéton normé pour 20 l'évacuation du public. En offrant ce cheminement, le concept rend fortuit la mise en place d'un équipement spécifique (passerelle). Il en découle notamment que les dimensions de l'ouvrage peuvent être minimisées,les coûts optimisés,les délais sécurisés, etc. 25 o Accès à l'ouvrage Lors des études de conception du système, des accès routiers peuvent être aménagés en ligne en station et/ou en inter-station. Ces accès intermédiaires, dédiées aux équipes de maintenance, respectivement d'exploitation ainsi qu'à la 30 logistique d'intervention des secours, concours à une meilleure exploitation du système. 3034784 5 Qualité de construction Les éléments manufacturés sur une aire de préfabrication fixe ou foraine bénéficient d'une meilleure maîtrise du processus de la qualité de construction. EXPOSE DE L'INVENTION Structure élémentaire La structure élémentaire communément en matériau composite (1) joue le rôle de socle et intègre les réservations nécessaires à la fixation des composants nécessaires au système considéré. 10 Parmi ceux-ci ; ceux indispensables au roulement, au guidage et/ou à l'alimentation en énergie des véhicules. Le concept modulable s'adapte aux spécificités des composants à incorporer. Dimensions de la structure élémentaire 15 Les dimensions de la structure élémentaire (1) ainsi que l'emplacement des réservations seront choisis en fonction des spécificités du système de transport. Systèmes guidés Roulement du système guidé ferroviaire 20 o Roulement Le plan roulement du matériel est assuré par des profilés (2) (rails ou autres) fixés en saillie ou engravés dans des réservations (3) et/ou maintenu soit par des inserts ancrés dans ladite structure (1) soit calés et/ou collés dans l'engravure. 25 o Guidage Le guidage du matériel roulant est assuré par les profilés de roulement (2). La fixation de ces composants pourra être identique aux cas cités ci-dessus. o Alimentation électrique 30 L'énergie électrique de traction du matériel roulant peut-être acheminée par un troisième profilé linéaire (X). Ce dernier étant supporté par des blocs isolateurs. Des réservations dans 3034784 6 la structure élémentaire permettent de prendre en compte les variétés technologiques disponibles pour ces blocs isolateurs (géométrie, espacement, etc.). Roulement du système guidé pneumatique 5 o Roulement Au droit des réservations(4) est réalisé le plan de roulement soit par application d'une couche de matériaux soit par rabotage. o Guidage 10 Le guidage du matériel roulant est assuré par deux profilés linéaires indépendants (5) ou liés aux profilés linéaires de roulement (2). La fixation de ces composants pourra être identique aux cas cités précédemment. o Alimentation électrique 15 L'énergie électrique de traction du matériel roulant est généralement transmise par des profilés linéaires métalliques (roulement et/ou guidage et/ou un 3ème profilé). Si l'ajout de blocs isolateurs est indispensable, des réservations dans la structure élémentaire permettront de prendre en compte les 20 variétés technologiques disponibles pour ces blocs isolateurs (géométrie, espacement, etc.). Roulement mixte Le concept permet d'accueillir les types de systèmes guidés sus décrits. 25 Intégration de fourreaux Des fourreaux (électricité, drainage, etc.) destinés au bon fonctionnement du système sont intégrés autant que de besoin dans la structure élémentaire préfabriquée. Autres éléments intégrés 30 Tout type d'insert peut être positionné dans la dalle préfabriquée autant que de besoinpermettant notamment la 3034784 7 manutention, le réglage en planimétrie et/ou en altimétrie de celles-ci. Insert et réservation Le nombre et l'implantation des inserts et/ou réservations peuvent être optimisés (majorés) afin d'anticiper notamment la modification du travelage de fixation des profilés (pose de bloc isolant, appareils de dilatation, etc.) ainsi que pour le renforcement et/ou la réparation lors des phases de construction ou pour l'interventions des services de maintenance. 10 Calage de la structure élémentaire Lorsque la structure élémentaire est différenciée du support de l'infrastructure ; les dalles préfabriquées sont positionnées sur site à leur implantation topographique définitive. Elles sont soit ancrées et/ou calées en sous face par un coulis de 15 béton, mortier, résine spécifique, bitumineuse ou autre (9). Elles peuvent également être calées et/ou ancrées latéralement. D'autres dispositions énoncées au chapitre « bruit & vibration » sont envisageables. Les profilés 20 Tous les types de profilés nécessaires aux systèmes peuvent être retenus. Bruit et vibration La structure élémentaire permet d'optimiser le traitement les phénomènes de bruit et vibration générés par le contact 25 rail/roue (résonnance) en minimisant leur propagation par le sol. Ces phénomènes sont absorbés soit par une encapsulation des rails et/ou une pose dissociée du support. Dans le deuxième cas la structure élémentaire est une la masse suspendue (dalle flottante) posée sur un tapis absorbant et/ou sur des appuis 30 résilient (ex. Plot résilient élastomère et/ou ressorts) intégrés ou non à la structure élémentaire. 3034784 8 Isolation électrique. Une isolation défectueuse provoque des désordres notamment vis-à-vis des réseaux divers (conduites de gaz, eau, etc.) et des ouvrages d'art. Lorsque les profilés de roulement et/ou de 5 guidage (2) servent au retour du courant de traction, ceux-ci doivent être isolés. L'encapsulation, soit dans ou hors de la réservation (3) laissée dans l'élément préfabriqué (1), assure à une isolation électrique significativement améliorée vis-à-vis des courants « vagabonds ». Ce procédé concoure au meilleur 10 fonctionnement notamment des systèmes de signalisation, d'automatisme (absence de perturbation), etc. La fixation sur appuis discrets ou continus permet de bénéficier également de ces atouts. Lorsque la structure élémentaire est désolidarisée de son 15 support, ceci procure un atout supplémentaire. REVENDICATIONS1) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce que l'assemblage longitudinal des éléments préfabriqués constitue la structure d'assise de l'infrastructure. 2) Structure élémentaire universelle selon la revendication précédente ou socle défini une station d'accueil qui est tantôt tout ou partie : o d'un ouvrage d'art de génie civil aérien (pont et/ou viaduc). Que ceux-ci soient manufacturés par travées monoblocs, voussoirs ou pièces assemblés sur une aire de préfabrication ou le site de destination. o du radier d'un ouvrages souterrains cadre ou tunnel. o d'une plateforme terrassée. 3) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce que les pièces préfabriquées d'un même projet sont standards et positionnées en tout point courant de l'infrastructure linéaire. 4) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce qu'elle est maintenable notamment pour renouveler le dispositif anti vibratoire et remplaçable en cas de sinistre. 5) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce qu'elle peut avantageusement servir au renouvellement d'une infrastructure existante la rendant notamment conforme aux normes de sécurité exigeant un cheminement d'évacuation d'urgence. 6) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce qu'à toutes les phases de réalisation d'un projet respectivement d'exploitation, le concept permet d'avoir une gestion pertinente et efficiente de la sécurité en matérialisant un cheminement d'évacuation d'urgence. 7) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce que les tâches successives de réalisation d'un projet peuvent être ordonnancées de diverses manières. 3034784 10 8) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce qu'elle offre les avantages inhérents à une infrastructure circulable librement par les personnes et personnels, par les véhicules de tous types, à tout moment. 9) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce qu'elle permet l'absorption des bruits et vibrations générés par le contact rail/roue (résonnance), soit par ; l'encapsulation des rails et/ou la pose dissociée du support. la structure élémentaire est une masse suspendue posée sur un tapis 10 absorbant et/ou sur des appuis résilient intégrés ou non à la structure élémentaire (dalle flottante -tapis, ressort-). 10) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce que son isolation électrique est optimisée lorsque ; le profilé (2) est encapsulé et/ou la structure élémentaire dissociée du 15 support. Ceci concoure au meilleur fonctionnementdu système. 11) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce qu'elle est un dispositif anti déraillement lorsque la surface de la structure support, entre ou extérieur à celles accueillant les profilés de roulement et de guidage ferroviaire, est 20 sensiblement au niveau du plan de roulement. Les lacunes entre ces profilés et le ou les excroissances confinent la dérive d'un engin perdant son guidage. Les arêtes des lacunes peuvent être renforcées par des profilés autant que de besoin et servir de « contre rail » de sécurité. 25 12) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce que, lorsque la surface de la structure support entre et extérieur à celles accueillant les profilés de roulement et de guidage ferroviaire est sensiblement au niveau du plan de roulement, les lacunes entre ces profilés et les excroissances permettent 30 l'éclissage par l'insertion de pièces mécaniques en appuis sur les parois des engravures pour notamment consolider immédiatement un rail cassé. 13) Structure élémentaire universelle caractérisée en ce que les inserts et/ou réservations intégrés autant que de besoin 3034784 11 peuvent notamment servir à réduire le travelage standard de fixation des profilés dans des configurations de tracé en plan contraignantes et/ou à la consolidation immédiate d'un profilé cassé.