Brevet FR3057842A1 — publié le 20180427

DISPOSITIF D'EVACUATION D'URGENCE DE BAIES THERMOPLASTIQUES Domaine de l'invention La présente invention se rapporte au domaine du transport en général, et à celui du transport ferroviaire en particulier. La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif d'évacuation d'urgence de baies thermoplastiques. La présente se rapporte en particulier à un dispositif permettant d'évacuer en urgence une voiture / remorque transportant des voyageurs et équipée de baies en matériaux composites thermoplastiques (polycarbonate, méthacrylate, ...) avec une architecture éventuellement hybride (verre / composite). L'intérêt de l'introduction de tels matériaux dans l'architecture des baies réside dans leur légèreté et dans leur grande résistance aux impacts lors de la circulation des trains (projection de ballasts en particulier), en comparaison avec les vitrages classiques à base de verre trempé et / ou feuilleté. Toutefois, la possibilité d'évacuer rapidement les passagers des salles voyageurs en cas de scénario d'urgence (crash, déraillement, incendie, etc.) doit être garantie selon les prescriptions des normes en vigueur (UIC 564-1). Or, ces nouveaux matériaux sont très résistants aux impacts, ils ont en quelque sorte « l'inconvénient de leurs avantages ». Etat de la technique On se réfère ici aux codes UIC 564-1 et UIC 660, qui concernent respectivement: - Les dispositions devant être respectées pour l'évacuation d'urgence des véhicules de transport de voyageurs, 3057842 2 - Les dispositions pour assurer la compatibilité technique des Trains à Grande Vitesse. A ce jour, les caisses de véhicule ferroviaire sont principalement équipées de simples ou doubles vitrages dont la constitution varie en fonction 5 des profils de missions et des performances recherchées par l'opérateur. Le code UIC 564-1 préconise en particulier de permettre au voyageur de pouvoir passer au travers d'une baie de secours dans un délai maximum de une minute. 10 Le code UIC 660 traite à son paragraphe 7.5.1 des issues de secours. Selon le code UIC 660, il doit y avoir au minimum deux (2) baies d'évacuation, situées obligatoirement en diagonale dans la salle voyageurs, si la capacité de la salle est inférieure ou égale à quarante (40) voyageurs. Dans le cas où la 15 capacité est supérieure à quarante (40) voyageurs, il faut prévoir quatre baies d'évacuation d'urgence. Par ailleurs, les dimensions du passage minimum devant être assurées par les issues de secours doivent être au moins égales à 700 x 600 mm. 20 Dans ce code sont également définies les modalités pour assurer la fonction issue de secours. Cela peut se faire : - Au travers de fenêtres, par éjection de la fenêtre ou du vitrage, ou par casse du vitrage ; 25 - Au travers de portes de compartiments, par démontage rapide de la porte ou par casse du vitrage ; - Au travers de portes d'accès, par éjection ou casse du vitrage. Egalement, il est indiqué que les vitrages sont en verre trempé ou en 30 verre feuilleté : - Pour des vitrages en verre trempé, il est prévu de les casser à l'aide de marteaux brise-vitres (généralement mis à disposition des 3057842 3 voyageurs ou de l'agent de train sur les cloisons d'extrémité de salle et dans des boitiers dédiés) Pour des vitrages en verre feuilleté, on peut soit éjecter le vitrage, soit utiliser un verre feuilleté spécial et un marteau brise-vitres adapté. 5 On notera que des vitrages 100 % thermoplastiques ne sont pas envisagés pour des questions de tenue en flexion essentiellement mais également pour des questions de comportement au feu et de toxicité des gaz émis (cf norme EN 45.545) en cas d'incendie pour les composants du vitrage 10 disposés du côté intérieur à ces baies. Compte tenu de leur tenue aux chocs, si l'on souhaite donner aux baies thermoplastiques une fonction d'issue de secours, il est nécessaire de mettre en oeuvre une solution de type « éjection » ou bien de concevoir une baie spéciale. 15 Il pourrait bien sûr être prévu des baies de secours classiques disposées en diagonale des salles voyageurs, mais ce choix aurait l'inconvénient majeur d'impliquer le doublement de parc des pièces de rechange et de consignation pour l'opérateur ferroviaire en charge de la maintenance. Par ailleurs, ceci induirait également une augmentation des coûts de baies (du fait de la 20 diminution de leur nombre à l'acquisition). On connaît par ailleurs dans l'état de la technique : la demande de brevet européen N° EP 1 101 895, cpi décrit comment casser une vitre avec un marteau mu par une énergie 25 d'origine pyrotechnique ; - la demande de brevet européen N° EP 1 106 407, ciLi décrit un pointeau incorporé à la fenêtre ; - la demande de brevet britannique N° GB 2 375 789, qui décrit comment fracturer un double vitrage avec un explosif ; 3 0 - le brevet américain N° US 5 746 026, qui décrit Ln dispositif utilisant un tube sous pression pour éjecter la fenêtre ; une particularité de 3057842 4 l'invention décrite dans ce brevet américain est qu'elle est obtenue à l'aide d'un générateur de gaz pyrotechnique ; - la demande de brevet européen N° EP 1 529 708, qLi décrit un dispositif d'ouverture de fenêtres, dans lequel la partie supérieure 5 d'une fenêtre peut pivoter autour d'un axe en partie inférieure de cette partie supérieure, pour réaliser un entrebâillement, puis peut basculer complètement autour de cet axe pour dégager un espace d'évacuation d'urgence, puis peut être enlevée totalement si nécessaire ; 10 - la demande de brevet français N° FR 2 725 234, qLi décrit un double vitrage, qui dispose d'un câble dans le matériau, qui sépare les deux vitres ; tirer sur ce câble permet d'extraire la fenêtre de son encadrement, les câbles permettant de plus de retenir la fenêtre une fois déchaussée ; et 15 - la demande de brevet français N° FR 2 311 672, qLi décrit un principe consistant à presser la fenêtre en position normale, de façon que, lorsque l'on supprime les moyens de pressage, la fenêtre s'éjecte automatiquement. 20 Exposé de l'invention La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif d'évacuation d'urgence de baies adapté aux sujétions des baies intégrant des panneaux thermoplastiques, qui soit 25 simple dans son mode opératoire, de faible poids, peu onéreux, fiable et apportant une sécurité accrue, surtout sécuritaire vis-à-vis des voyageurs donc avec un excellent taux de disponibilité. Ce dernier critère de sécurité a fait éliminer tout dispositif basé sur un 3 0 dispositif explosif ou pyrotechnique dont à l'usage et sur d'autres systèmes (ex : hélicoptères de combat) ont vite montré leurs limites. 3057842 5 Un but de la présente invention est donc de proposer une nouvelle conception qui réponde à la fois aux normes ferroviaires internationales et aux obligations du législateur, mais également qui offre une facilité de déclenchement pour le voyageur éventuellement amené à utiliser le dispositif 5 mis à sa disposition. A cet effet, la présente invention concerne, dans son acception la plus générale, un dispositif pour baie thermoplastique ou hybride (verre / composite thermoplastique) permettant une évacuation en urgence, comportant une baie 10 ou un hublot possédant un axe d'articulation horizontal unique permettant un verrouillage mécanique en six points, dont trois situés sur la partie horizontale haute et trois autres sur la partie horizontale basse, et permettant un déverrouillage en un seul point par un utilisateur, et dans lequel ladite baie est apte à effectuer une simple rotation par l'intermédiaire d'un axe pivot déboitable 15 permettant la libération de ladite baie thermoplastique ou hybride (verre / composite thermoplastique). Le dispositif selon la présente invention offre ainsi notamment les avantages techniques et opérationnels suivants : 20 - Possibilité de permettre aux passagers de passer au travers de l'embrasure de la baie d'urgence en moins d'une minute, répondant ainsi aux exigences de la norme UIC 564-1 ; - Respect des normes dédiées (UIC 564, 66, 660, ...) ; - Simplicité d'usage ; 25 - Fiabilité et sécurité d'usage du dispositif mis en oeuvre ; - Disponibilité ; - Masse faible ; - Coût de revient réduit ; - Esthétique ; 30 - Entretien aisé ; 3057842 6 - Interface avec la structure de caisse simple ; - Possibilité de rétrofit pour les opérateurs en cas de besoin ; - Usage impossible pour les enfants ; - Résistance aux agressions extérieures ; 5 - Résistance aux actes de vandalisme. Compte tenu du caractère innovant de ce type de dispositif d'évacuation d'urgence, on peut d'ailleurs noter que la norme UIC 564-1 décrit clairement le dispositif de marteau brise vitres pour évacuer en urgence à partir d'une baie à technologie classique, alors que dans le cas d'usage de baies intégrant des 10 panneaux thermoplastiques, le dispositif permettant l'évacuation d'urgence n'est pas décrit. Avantageusement, l'étanchéité de ladite baie thermoplastique est réalisée par un joint à lèvres. 15 De préférence, ledit axe pivot est mis en oeuvre au moyen d'un pion métallique fixé rigidement à la structure de caisse. Selon un mode de réalisation, ladite structure de caisse est réalisée en 20 profilés aluminium. Selon un autre mode de réalisation, ladite structure de caisse intègre des modules structuraux en matériau composite à hautes performances. 25 Selon une variante, ladite structure de caisse intègre un complexe en fibres de carbone / résine époxy. Selon un mode de réalisation, l'ouverture de ladite baie thermoplastique est rendue possible par une action préalable sur une poignée de déverrouillage 3 0 actionnée par un outil de type carré de Berne. 3057842 7 Avantageusement, ledit outil de type carré de Berne est accessible à un utilisateur après bris de glace dans un boîtier réservé à cet effet. Le dispositif selon la présente invention s'affranchit de tout dispositif 5 explosif, ce qui lui confère un aspect sécuritaire propre au transport de masse. Le dispositif selon la présente invention a une cinématique simple à mettre en oeuvre et ne nécessite pas d'effort de manoeuvre important pour remplir sa fonction principale. 10 De plus, le dispositif selon la présente invention évite de rompre la baie qui de par sa résistance aux chocs qui lui est intrinsèque (un polycarbonate est 250 fois plus résistant aux chocs que le verre) permet à l'opérateur ferroviaire de récupérer la / les baies extraites qui ne sont pas cassées, ce qui engendre 15 des économies substantielles pour l'exploitation d'une flotte de trains. Brève description des dessins 20 On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux Figures dans lesquelles : - Les Figures 1 et 2 illustrent le dispositif selon la présente invention 25 dans un mode de réalisation ; - Les Figures 3, 4, 5, 6 et 7 représentent le dispositif selon la présente invention, dans un mode de réalisation, ouvert et vu de profil en section transversale, et ce selon les différentes configuration de cinématique lors de la phase de pivotement, puis 3 0 d'extraction ; - La Figure 8A illustre par ailleurs le dispositif selon la présente invention dans un mode de réalisation, et la Figure 8B est une vue 3057842 8 en coupe suivant l'axe E-E du dispositif selon l'invention représenté sur la Figure 8A. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention 5 La présente invention se rapporte à un dispositif 10 pour baie thermoplastique (ou complexe hybride (intégrant des panneaux de verre et de matériaux thermoplastiques) 11 permettant une évacuation en urgence, comportant une baie (ou un hublot si taille plus réduite) possédant un axe 10 d'articulation horizontal unique permettant un verrouillage mécanique en six points distincts, dont trois situés sur la partie horizontale haute et trois autres sur la partie horizontale basse, et permettant un déverrouillage en un seul point par un voyageur, et dans lequel ladite baie est apte à effectuer une rotation par l'intermédiaire d'un axe pivot déboitable permettant la libération de ladite baie 15 thermoplastique 11. Dans un mode de réalisation, l'axe pivot est mis en oeuvre au moyen d'un pion métallique fixé rigidement à la structure de caisse. 20 Dans une variante de réalisation, la structure de caisse est réalisée en profilés aluminium. Dans une autre variante de réalisation, la structure de caisse est réalisée 25 en matériau composite ou multi matériaux (métal / composite structural à hautes performances et en version sandwich ou monolithique). Dans un mode de mise en oeuvre particulier, la structure de caisse est réalisée en carbone / époxy (ou autre). 30 Dans un mode de réalisation, l'ouverture de la baie thermoplastique 11 est rendue possible par une action préalable sur une poignée de déverrouillage 22 actionnée par un outil de type « carré de Berne ». 3057842 9 Dans un mode de réalisation, ledit outil de type carré de Berne est accessible à un voyageur après bris de glace dans un boîtier réservé à cet effet et situé à proximité. 5 La cinématique de la solution selon la présente invention est basée sur le principe des hublots de type « oeil de boeuf » ayant un axe d'articulation horizontal unique permettant un verrouillage mécanique en six points (trois sur la partie horizontale haute et trois autres sur la partie horizontale basse), le tout 10 étant déverrouillable en un seul point pour le passage en cas d'urgence (cf. Figures 1 et 2). Dans un mode de réalisation, l'étanchéité de la baie thermoplastique 11 est réalisée par un joint à lèvres 31. L'ancrage de la baie permet par ailleurs de résister aux sollicitations 15 dynamiques, et aux pressions engendrées par les croisements de trains et lors des passages en tunnels (pression de l'ordre de 5000 à 7000 Pa). Dans un mode de réalisation, l'ouverture n'est rendue possible que par une action préalable sur la poignée de déverrouillage actionnée par un carré de 20 berne, lui-même accessible par le voyageur après bris de glace dans un boîtier réservé à cet effet et monté sur une cloison d'extrémité de salle voyageurs proche des issues de secours. Ladite ouverture est limitée à un angle de 20° jusqu'à l'arrivée en butée de la baie, tel que défini en Figure 3. 25 La rotation de la baie est réalisée par l'intermédiaire d'un axe pivot déboitable qui permet la libération de la baie à éjecter, dès lors qu'elle aura été soumise par le voyageur à un effort de poussée de l'ordre de 15 daN. Le principe de l'axe pivot est représenté en Figure 8B. Il réside en 3 0 l'existence d'un pion métallique fixé rigidement à la structure de caisse. Cette structure de caisse peut être réalisée en profilés aluminium ou en matériau composite à hautes performances (carbone / époxy par exemple) ou hybride (métal / composite). 3057842 10 Les principaux avantages techniques de la solution selon la présente invention sont les suivants : Maintenance simple (changement du cadre de baie uniquement (vitrage)) ; 5 Baies courantes et issues de secours identiques ; - Système totalement autonome, - Aucun entretien ; Pas de destruction du cadre de baie et des fixations après utilisation. 10 Les Figures 1 et 2 illustrent le dispositif selon la présente invention dans un mode de réalisation. On observe sur la Figure 1 le dispositif 10 selon l'invention, la baie thermoplastique 11, un pivot 21 et une poignée de déverrouillage 22. 15 On observe sur la Figure 2 un ensemble 30 composé de six pions de déverrouillage, dont trois pions situés en bas et trois pions situés en haut. Le déverrouillage est réalisé suivant la flèche représentée au bas de la Figure 2. Les Figures 3, 4, 5, 6 et 7 représentent le dispositif selon la présente 20 invention, dans un mode de réalisation, ouvert et vu de profil. On observe sur la Figure 3 que l'ouverture ne sera possible qu'à l'aide d'un carré de Berne. Il est possible d'ouvrir la baie d'environ 20° jusqu'en butée. On observe sur la Figure 4 que ledit dispositif 10 selon la présente invention comporte un pivot 21 déboitable et un joint 31 d'étanchéité à lèvres. 25 On observe sur la Figure 5 qu'il est possible de pousser la baie 11, pour la sortir des pivots. La baie 11 tombe à l'extérieur de la caisse au sol (sous un effort estimé REVENDICATIONS1. Dispositif (10) pour baie (11) thermoplastique ou hybride (verre / composite thermoplastique) permettant une évacuation en urgence, caractérisé en ce qu'il comporte une baie ou un hublot possédant un axe d'articulation horizontal unique permettant un verrouillage mécanique en six points, dont trois situés sur la partie horizontale haute et trois autres sur la partie horizontale basse, et permettant un déverrouillage en un seul point par un utilisateur, et en ce que ladite baie est apte à effectuer une simple rotation par l'intermédiaire d'un axe pivot déboitable permettant la libération de ladite baie thermoplastique (11) ou hybride (verre / composite thermoplastique). 2. Dispositif (10) pour baie (11) thermoplastique ou hybride (verre / composite thermoplastique) permettant une évacuation en urgence selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étanchéité de ladite baie thermoplastique (11) est réalisée par un joint à lèvres (31). 3. Dispositif (10) pour baie (11) thermoplastique ou hybride (verre / composite thermoplastique) permettant une évacuation en urgence selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit axe pivot est mis en oeuvre au moyen d'un pion métallique fixé rigidement à la structure de caisse. 4. Dispositif (10) pour baie (11) thermoplastique ou hybride (verre / composite thermoplastique) permettant une évacuation en urgence selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite structure de caisse est réalisée en profilés aluminium. 5. Dispositif (10) pour baie (11) thermoplastique ou hybride (verre / composite thermoplastique) permettant une évacuation en urgence selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite structure de caisse intègre des modules structuraux en matériau composite à hautes 3 0 performances. 3057842 13 6. Dispositif (10) pour baie (11) thermoplastique ou hybride (verre / composite thermoplastique) permettant une évacuation en urgence selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite structure de caisse intègre un complexe en fibres de carbone / résine époxy. 5 7. Dispositif (10) pour baie (11) thermoplastique ou hybride (verre / composite thermoplastique) permettant une évacuation en urgence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture de ladite baie thermoplastique (11) est rendue possible par une action préalable sur une poignée de déverrouillage (22) actionnée par un outil 10 de type carré de Berne. 8. Dispositif (10) pour baie (11) thermoplastique ou hybride (verre / composite thermoplastique) permettant une évacuation en urgence selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit outil de type carré de Berne est accessible à un utilisateur après bris de glace dans un boîtier 15 réservé à cet effet.