Brevet FR3150543A1 — publié le 20250103

L’invention concerne une fiche (1) destinée à être enfoncée dans le sol comprenant un corps (10) métallique et un manchon (15) comprenant dans un matériau isolant électrique et entourant une première extrémité (11) du corps métallique. Le corps métallique (10) comprend un acier dont le taux de carbone est inférieur ou égal à 0,1% en masse, préférentiellement à 0,07% en masse, voire à 0,06% en masse. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une telle fiche (1). Figure pour l’abrégé : figure 2 Fiche isolée électriquement et procédé de fabrication d’une telle fiche L’invention concerne le domaine des fiches destinées à être enfoncées dans le sol et plus particulièrement les fiches de paveur et portes lanternes. L’invention a ainsi plus précisément pour objet une fiche isolée électriquement et un procédé de fabrication d’une telle fiche. État de l’art antérieur Lorsqu’un ouvrier installe des fiches sur un chantier, notamment pour délimiter des zones de ce chantier, il peut arriver que durant son enfoncement l’une de ces fiches touchent un câble électrique sous tension et soit donc à l’origine de l’électrocution de l’ouvrier. Afin de garantir la sécurité des ouvriers s’occupant de l’installation de ces fiches, il est donc important de prévoir une isolation électrique de la fiche. Afin de limiter ces risques d’électrocution, il est connu du document FR 2 992 990 B1 de prévoir un manchon en matériau isolant afin de former une poignée pour permettre à l’ouvrier de maintenir la fiche pendant son enfoncement. De cette manière, en tenant la fiche par ce manchon en matériau isolant, l’ouvrier sera au moins en partie isolé du corps de fiche métallique. Si cette solution offre une protection à l’ouvrier pour les tensions relativement haute, l’isolation électrique qui est mentionnée étant de 1000 Volts, celle-ci ne convient pas à toutes les situations. En effet, avec l’enterrement des lignes à basse tension et surtout celle des moyennes tensions (entre 15 et 30 KV), les tensions dans les câbles électriques dépassent largement la tension de 1000 Volts pour laquelle le document FR 2 992 990 B1 indique offrir une protection. L’invention vise à remédier à l’inconvénient ci-dessus et a ainsi pour but de fournir une isolation électrique supérieure à celle proposée par l’art antérieur et en particulier par le document FR 2 992 990 B1. A cet effet l’invention concerne une fiche destinée à être enfoncée dans le sol comprenant un corps métallique et un manchon réalisé dans un matériau isolant électrique et entourant une première extrémité du corps métallique, la fiche étant caractérisée en ce que le corps métallique comprend un acier dont le taux de carbone est inférieur ou égal à 0,1% en masse, préférentiellement à 0,07% en masse, voire à 0,06% en masse. Avec une telle teneur en carbone réduite de l’acier du corps de fiche, le corps de fiche présente une résistance électrique supérieure à celle d’un corps de fiche classique, telle que celle mise en œuvre dans le FR 2 992 990 B1. Il en résulte, pour un manchon identique, une protection supérieure à celle proposée par la fiche décrite dans le document FR 2 992 990 B1. Un ouvrier manipulant une fiche selon l’invention présente un risque réduit d’électrocution vis-à-vis de celui encouru avec la fiche du document FR 2 992 990 B1, puisque l’isolation électrique offerte est supérieure. On notera que dans le cadre de la présente invention, il est possible d’obtenir, selon le protocole indiqué dans la suite de ce document, une tension d’isolation, à sec, à 25 000V. Le matériau isolant peut être un caoutchouc naturel ou synthétique préférentiellement vulcanisé sur la première extrémité du corps métallique. Le matériau isolant peut être un caoutchouc synthétique de type EPDM. De tels matériaux isolants offrent une haute isolation électrique et permettent ainsi une protection optimisée pour les ouvriers ayant à manipuler la fiche. Le manchon peut présenter une épaisseur supérieure ou égale à 3 mm, et préférentiellement supérieure ou égale à 4 mm. Avec une telle épaisseur, la protection conférée par la fiche vis-à-vis des risques d’électrocution est particulièrement optimisée. La première extrémité du corps peut présenter une structuration de surface, préférentiellement sous la forme d’au moins une rainure s’étendant sur au moins une portion de la circonférence du corps ou d’au moins une rainure s’étendant longitudinalement le long d’au moins une partie de la première extrémité du corps. Une telle structuration de surface permet de fournir un bon maintien du manchon ceci en particulier dans le cas où le manchon moulé sur le corps de fiche. On notera, en particulier, qu’une telle structuration, lorsqu’elle est combinée avec un manchon réalisé par vulcanisation d’un caoutchouc sur le corps de fiche permet une tenue particulièrement forte du manchon sur le corps de fiche. Ainsi, avec une telle configuration, on limite, voire on supprime, les risques de glissement du manchon le long du corps de fiche ce qui pourrait être préjudiciable aux fonctions de sécurisation des ouvriers fournies par la fiche selon la présente invention. Le manchon peut s’étendre selon une direction sensiblement longitudinale et présenter une portion centrale selon cette direction sensiblement longitudinale délimitée par une structuration d’une surface extérieure du manchon, cette structuration de surface prenant préférentiellement la forme de deux nervures circonférentielles. De telle nervures permettent à l’ouvrier ayant à tenir la fiche pendant son enfoncement, d’identifier facilement la zone par laquelle il doit tenir la fiche afin de limiter les risques d’électrocution lors de l’enfoncement de la fiche. Le manchon peut présenter une surépaisseur, telle qu’un évasement, sur une zone circonférentielle proximale d’une partie extrémale de la première extrémité. Une telle surépaisseur permet d’offrir une protection anti-empalement, en cas de chute à proximité de la fiche et pour les mains de l’ouvrier pendant la frappe de la fiche pour son enfoncement dans le sol. La fiche peut être une fiche de paveur ou une fiche porte lanterne. L’invention concerne en outre un procédé de fabrication d’une fiche destinée à être enfoncée dans le sol comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un corps métallique de la fiche, - fourniture d’un manchon réalisé dans un matériau isolant électrique et entourant le corps sur une première extrémité dudit corps. Lors de l’étape de fourniture, le corps métallique comprend un acier dont le taux de carbone est inférieur ou égal à 0,1¨% en masse, préférentiellement à 0,07% en masse, voire à 0,06% en masse. Un tel procédé permet la fabrication d’une fiche selon l’invention et donc de bénéficier des avantages qui y sont liés. Lors de l’étape de fourniture du manchon, le matériau isolant étant un caoutchouc naturel ou synthétique, il peut être prévu une sous étape de moulage et de vulcanisation d’un prépolymère/latex sur le corps de la fiche. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d’exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : illustre une vue de face d’une fiche selon l’invention, illustre une vue en coupe longitudinale de la figure illustrée sur la . illustre une vue de face d’un corps de fiche de la fiche illustrée sur les figures 1 et 2. illustre une vue de côté du corps de fiche illustré sur les figures 1 à 3A. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d’une figure à l’autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n’étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles. Exposé détaillé de modes de réalisation particuliers La illustre une fiche 1 de paveur selon l’invention destinée à être enfoncée dans le sol et qui présente la particularité, conformément à l’invention d’être isolée électriquement. On notera que si la fiche 1 selon le présent mode de réalisation est une fiche de paveur, elle peut être d’un autre type, tel qu’une fiche porte lanterne, sans que l’on sorte du cadre de l’invention. On notera également que par enfoncement dans le sol de la fiche, il est entendu l’enfoncement d’une partie de fiche dans le sol de manière que cette dernière est un emplacement fix vis-à-vis du chantier et puisse marquer cet emplacement ou servir de support à un ruban délimitant une zone du chantier. Cela est généralement obtenu par un renfoncement d’une partie représentant 10 à 30 cm de la longueur totale de la fiche 1. Comme montré sur les figures 1 et 2, la fiche 1 selon l’invention comporte : - un corps 10 de fiche 1 présentant une première extrémité 11 et une deuxième extrémité 12, - un manchon 15 comprenant un matériau isolant électrique et entourant la première extrémité 11 du corps 10. Le corps de fiche 1 se présente sous la forme d’une tige métallique effilée au niveau de sa deuxième extrémité. Le corps de fiche comprend plus précisément un acier. Selon une particularité de l’invention, cet acier présente un taux de carbone inférieur ou égal à 0,1¨% en masse, préférentiellement à 0,07% en masse, voire à 0,06% en masse. On notera que selon un exemple de réalisation de l’invention, le taux de carbone de l’acier est inférieur ou égale à 0,053% en masse. Bien entendu, si selon une possibilité de l’invention, le corps 10 est constitué d’acier présentant un tel taux de carbone, d’autre conformation sont envisageables sans que l’on sorte du cadre de l’invention avec notamment avec un corps 10 présentant des taux de carbone distincts entre la première et la deuxième extrémité. Dans le cadre du présent mode de réalisation, en conformité avec les dimensions attendues pour une fiche de paveur, le corps 10 peut présenter une longueur de 1 m et un diamètre de 14 mm. La première extrémité 11 du corps 10 est préférentiellement conformée pour permettre un bon maintien du manchon 15. Comme montré sur les figures 3A et 3B, la première extrémité peut comprendre une structuration de surface. Une telle structuration de surface peut comprendre une ou plusieurs rainures s’étendant sur au moins une portion de la circonférence du corps. Selon cette possibilité, au moins une rainure peut s’étendre sur au moins une portion de la circonférence du corps 10. On peut ainsi voir sur les figures 3A et 3B que de telles rainures circonférentielles peuvent s’étendre sur une portion de circonférence, par exemple entre 30 et 70% du périmètre du corps 10, voire entre 40 et 60% ou encore 44 et 48% de ce même périmètre. De même, comme le montre la , lorsque de telles rainures circonférentielles s’étendent sur une portion de circonférence, il est envisageable que de telles rainures s’étendent par alternance, le long de première extrémité 11 sur des portions de circonférence distinctes. Comme le montre la , ces portions distinctes peuvent être un premier côté latéral de la première extrémité 11 et un deuxième côté latéral de la première extrémité 11 opposé au premier côté latéral de la première extrémité 11. De telles rainures circonférentielles peuvent être agencées le long de la première extrémité en quinconce. De même et comme illustré sur la , au moins une rainure peut s’étendre longitudinalement le long d’au moins une partie de la première extrémité 11 du corps 10, par exemple cette partie pouvant représenter une partie majoritaire, ici supérieure à 70%, voire à 80% ou encore 90% de la longueur de la première extrémité 11. On peut noter que dans le présent mode de réalisation, la première extrémité comprend deux rainures s’étendant longitudinalement à l’opposé l’une de l’autre. Bien entendu, de telle rainures longitudinales peuvent s’étendre sur des longueurs différentes de la première extrémité sans que l’on sorte du cadre de l’invention. On peut également noter, comme montré sur la , que la première extrémité 11 peut comprendre une portion de diamètre réduite pour également un bon maintien du manchon 15. On notera que dans le cadre du présent mode de réalisation la première extrémité 11 du corps 10, qui est la partie du corps 10 entourée par le manchon, s’étend sur une longueur du corps comprise entre 15 et 30% de la longueur du corps 10, voire entre 20 et 25 % et peut, par exemple représenter 21% de la longueur du corps 10. Le manchon 15 s’étend longitudinalement le long du corps 10 en entourant la première extrémité 11 du corps 10. Le manchon 15 peut présenter une forme sensiblement tubulaire dont la surface interne épouse celle de la surface externe de la première extrémité 11. Le manchon 15 comprend un matériau isolant électrique. Ce matériau isolant peut être un caoutchouc naturel ou synthétique. Selon une possibilité préférée de l’invention le matériau isolant est un caoutchouc synthétique de type EPDM. Il est rappelé, conformément à l’entendement de l’homme du métier, que EPDM est le sigle de « éthylène-propylène-diène monomère » et qu’un caoutchouc synthétique de type EPDM est un terpolymère amorphe obtenu en copolymérisant dans de l’éthylène et du propylène, avec taux de diène non conjugué. Le manchon 15 présente une épaisseur supérieure ou égale à 3 mm, et préférentiellement supérieure ou égale à 4 mm. Cette épaisseur peut être par exemple égale à 4 mm. Ainsi dans le cadre du présent mode de réalisation, le manchon 15 peut présenter, sur sa majeure partie, un diamètre extérieur supérieure à 20 mm, en étant, par exemple égal à 22 mm. Comme montré sur la , afin de permettre la frappe de la fiche 1 sur une partie du corps 10, une partie extrémale 111 de la première extrémité 11 peut ne pas être recouverte par le manchon 15 ou être recouverte d’une portion d’épaisseur réduite du manchon 15. La partie extrémale 111 s’étendant au-delà du manchon 15 ou recouverte d’une portion de faible épaisseur de manchon 15, le manchon peut présenter une surépaisseur, tel un évasement 17, sur une zone proximale à ladite partie extrémale 111. On notera que dans le cadre du présent mode de réalisation, l’évasement 17 présente un diamètre externe supérieure à 40 mm, voire à 45 mm et peut, par exemple, être égale à 46,3 mm. Une telle surépaisseur, ou embout, offre ainsi une protection pour la main de l’ouvrier tenant la fiche 1 par le manchon 15 pendant la frappe de la fiche avec un outil, tel qu’une masse, pour son enfoncement dans le sol. Cette même surépaisseur fait également office d’anti-empalement de telle manière à limiter les risques de blessure, notamment par empalement, pour un ouvrier faisant une chute à proximité direct de la fiche 1. Afin d’offrir une bonne préhension pour l’ouvrier ayant à manipuler la fiche, le manchon 15 présente une portion centrale 16 selon cette direction sensiblement longitudinale délimitée par une structuration d’une surface extérieure du manchon. Cette portion centrale 16 du manchon 15 fait office de poignet pour la fiche 1 afin de permettre sa prise pendant sa manipulation et notamment son enfoncement. Comme montré sur les figures 1 et 2, la structuration de surface extérieure du manchon 15 peut prendre la forme de deux nervures circonférentielles 161, 162. On notera qu’une telle portion centrale 16 permet à l’ouvrier de savoir qu’en tenant la fiche par le manchon 15 sur la portion centrale 16 délimitée par les nervures circonférentielles 161, 162., il est protégé contre l’électrocution dans le cas où la deuxième extrémité 12 du corps 10 toucherait un câble sous tension lors de l’enfoncement de la fiche 1 dans le sol. Test d’isolation Afin de montrer l’avantage apportée par la présente invention, deux fiches 1 paveur conforment à l’invention ont été soumises à des tests d’isolation électrique à des tensions alternatives de 20 kV et de 25 kV. Dans le cadre de ces tests, les fiches 1 paveurs sont conformes au présent mode de réalisation, à savoir : - un corps 10 de fiche 1 réalisé en acier avec un taux de carbone inférieur à 0,053% en masse, le corps 10 présentant une première extrémité de 21 cm, - un manchon comprenant un matériau isolant constitué d’un caoutchouc EPDM d’épaisseur de 4 mm, s’étendant le long de la première extrémité et présentant une portion centrale 16 d’une longueur d’environ 10 cm et des portions latérales 18A, 18B s’étendant de part et d’autre de la portion centrale sur une longueur d’environ 5 cm. Afin de réaliser ces tests, la portion centrale 16 de chaque fiche 1 a été revêtue d’une feuille d’aluminium afin de former un premier contact électrique représentant la main de l’ouvrier. Ce premier contact électrique a été maintenu à la masse. La tension alternative a été appliquée par la deuxième extrémité 12 du corps 10 afin de représenter le contact de la fiche 1 avec un câble sous moyenne tension. Les conditions environnementales pendant ces tests ont été de 20,7°C avec un taux d’humidité relative de 68,9%. Ces tests ont donc été réalisés à deux reprises en appliquant à la deuxième extrémité 12 la tension alternative de fréquence 50 Hz et d’une tension de 20 KV pendant 60s. Durant ce laps de temps, il a été mesuré un courant de fuite inférieure à 2 mA et il n’a été observé aucune perforation du manchon ou de contournement. Ce résultat a été confirmé lors de ces mêmes tests pour une tension alternative de fréquence 50 Hz et d’une tension de 25 KV pendant 60s. Ces résultats sont résumés dans le tableau suivant : [Tab. 1] Fiche Tension appliquée (kV) Durée (s) Courant de fuite (mA) Résultats 1 20 60 1,00 Satisfaisant 2 20 60 1,02 Satisfaisant 1 25 60 1,29 Satisfaisant 2 25 60 1,32 Satisfaisant On peut ainsi voir que dans des conditions relativement humides (taux d’humidité relative de 68,2%), les fiches 1 selon l’invention offrent une bonne protection pour les moyennes tensions (notamment jusqu’à 25 kV). Afin de confirmer la protection offerte par les fiches 1 selon l’invention en cas d’intempérie, des tests similaires ont également été réalisés sur des fiches ayant été préalablement immergées pendant 24h. Ces tests ont permis d’obtenir des résultats sensiblement identiques pour des tensions alternatives de 20 kV. Fiche (1) destinée à être enfoncée dans le sol comprenant un corps (10) métallique et un manchon (15) comprenant dans un matériau isolant électrique et entourant une première extrémité (11) du corps métallique, la fiche (1) étant caractérisée en ce que le corps métallique (10) comprend un acier dont le taux de carbone est inférieur ou égal à 0,1% en masse, préférentiellement à 0,07% en masse, voire à 0,06% en masse. Fiche (1) selon la revendication 1, dans laquelle le matériau isolant est un caoutchouc naturel ou synthétique préférentiellement vulcanisé sur la première extrémité (11) du corps métallique. Fiche (1) selon la revendication 2, dans laquelle le matériau isolant est un caoutchouc synthétique de type EPDM. Fiche (1) selon l’une quelconque des revendication 1 à 3 dans laquelle le manchon présente une épaisseur supérieure ou égale à 3 mm, et préférentiellement supérieure ou égale à 4 mm. Fiche (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la première extrémité (11) du corps (10) présente une structuration de surface, préférentiellement sous la forme d’au moins une rainure s’étendant sur au moins une portion de la circonférence du corps ou d’au moins une rainure s’étendant longitudinalement le long d’au moins une partie de la première extrémité (11) du corps (10). Fiche (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le manchon (15) s’étend selon une direction sensiblement longitudinale et présente une portion centrale (16) selon cette direction sensiblement longitudinale délimitée par une structuration d’une surface extérieure du manchon, cette structuration de surface prenant préférentiellement la forme de deux nervures circonférentielles (161, 162). Fiche (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le manchon (15) présente une surépaisseur, telle qu’un évasement, sur une zone circonférentielle (17) proximale d’une partie extrémale (111) de la première extrémité (11). Fiche (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la fiche est une fiche de paveur ou une fiche porte lanterne. Procédé de fabrication d’une fiche (1) destinée à être enfoncée dans le sol comprenant les étapes suivantes : fourniture d’un corps (10) métallique de la fiche (1), fourniture d’un manchon (15) réalisé dans un matériau isolant électrique et entourant le corps (10) sur une première extrémité (11) dudit corps (10), Le procédé de fabrication étant caractérisé en ce que lors de l’étape de fourniture, le corps métallique (10) comprend un acier dont le taux de carbone est inférieur ou égal à 0,1¨% en masse, préférentiellement à 0,07% en masse, voire à 0,06% en masse. Procédé de fabrication d’une fiche selon la revendication 9, dans lequel lors de l’étape de fourniture du manchon (15), le matériau isolant étant un caoutchouc naturel ou synthétique, il est prévu une sous étape de moulage et de vulcanisation d’un prépolymère/latex sur le corps (10) de la fiche (1).