Titre : Système et procédé de sécurisation contre l’impact d’objets

Domaine technique

L’invention concerne les systèmes et procédés de sécurisation contre l’impact d’objets, notamment la chute de pierres, d’arbres ou d’éléments similaires, et plus particulièrement l’ancrage de tels systèmes.

Technique antérieure

Généralement, les systèmes de sécurisation contre l’impact d’objets sont constitués de constructions principalement métalliques, avec des poutres supportant des filets et retenues par des haubans reliés à des ancrages. Ces systèmes sont encombrants et difficiles à monter. Ils doivent en outre être suffisamment robustes et efficaces, notamment après avoir été installés et pendant toute la période d’attente d’un impact d’objet. Par ailleurs, ces constructions comportent des ancrages dans le sol ou dans la roche, constitués de barres métalliques dont la longueur scellée dans le sol doit avoir une résistance à l’arrachement correspondant à l’énergie à dissiper au moment du futur impact dans le filet. Les barres métalliques sont constituées d’acier ductile, de résistance moyenne, ou d’acier traité de résistance plus élevée. Cependant, ces barres en acier traité sont sensibles à la corrosion lorsqu’elles sont soumises à un effort de flexion, même faible, correspondant à la tension dans les haubans au moment du montage du système, ou lors de la phase d’attente avant impact. Le processus de corrosion sous contrainte peut conduire très rapidement à la rupture de la barre, même en l’absence de sollicitation par impact.

On peut citer par exemple la demande de brevet français FR2953228 qui divulgue un écran pare-pierres comprenant, un poteau ancré à une paroi rocheuse par une extrémité et ayant une tête reliée à la paroi rocheuse en amont de l’écran par des haubans ancrés dans la roche. En outre, l’écran comporte un câble de rive ancré dans la paroi rocheuse de part et d’autre de l’écran et monté coulissant axialement sur le poteau, et un filet maintenu par un bord au câble de rive. Le câble de rive est configuré pour s’allonger lorsqu’une tension du câble de rive dépasse un seuil. L’écran comporte également un câble fusible passant en aval du poteau et fixé au câble de rive, le câble fusible se substituant au câble de rive pour maintenir le filet et est configuré pour s’allonger sous une tension faible par rapport au seuil. Mais en cas de chute de rochers très lourds, le filet de retenu se déforme et le poteau a tendance à se plier en arrachant les haubans et le câble de rive.

Objet de l'invention

Un objet de l’invention consiste à pallier ces inconvénients, et plus particulièrement à fournir des moyens pour améliorer la sécurité des sites en plein air où il y a un risque d’impact d’objets, en particulier d’éboulement de rochers ou d’arbres ou d’éléments similaires.

Selon un aspect de l’invention, il est proposé un système de sécurisation contre l’impact d’objets, comprenant un filet destiné à retenir des objets, un support sur lequel le filet est monté, et un moyen de maintien du support dans une position de référence, le moyen de maintien comprenant un dispositif de maintien fixé au sol et un élément de maintien reliant le dispositif de maintien au support.

Le système comporte en outre un moyen de retenue du support, muni d’un dispositif de retenue fixé au sol et d’un élément de retenue reliant le dispositif de retenue au moyen de maintien. En particulier, le dispositif de retenue a une résistance à l’arrachement supérieure à celle du dispositif de maintien.

Ainsi, on offre un système qui permet d’améliorer la sécurité des systèmes contre l’impact d’objets à l’aide d’un filet. Plus particulièrement, on offre un système à double ancrage à l’aide d’un dispositif de maintien et d’un dispositif de retenue, destiné à résister aux impacts de différents objets, notamment des objets ayant des masses différentes. Le dispositif de maintien est configuré pour maintenir le support dans une position de référence en phase d’attente, c’est-à- dire avant l’impact d’un objet. Le dispositif de maintien résiste aux contraintes exercées par le support, du fait du poids du filet et du support, pour maintenir le support dans la position de référence, notée également position d’exploitation. Plus particulièrement, le dispositif de maintien sera sollicité pour retenir des objets de masse faible, tandis que le dispositif de retenue sera sollicité pour résister à des objets de masse plus élevée. Le dispositif de retenue est particulièrement configuré pour résister à l’arrachement du support lors de l’impact d’un objet, par exemple un objet volant (porté par le vent), ou roulant (comme un véhicule mobile ou automobile), ou fluant (comme une coulée de boue), et notamment les chutes de rochers, d’arbres ou d’éléments similaires. Le dispositif de retenue assure l’essentiel de la sécurisation car il empêche le support et le filet de tomber en se couchant sur le sol lors de l’impact d’un objet.

L’élément de retenue peut être configuré pour exercer une tension sur le dispositif de retenue inférieure ou égale à 10 N, de préférence inférieure à 1 N, lorsque le support occupe la position de référence.

Ainsi, le système de sécurisation permet d’éviter une mise sous contrainte trop importante du dispositif de retenue lorsque le support est dans une position de référence (c’est-à-dire en phase d’attente d’un impact d’objet éventuel). Dans ce cas, le dispositif de retenue est peu sollicité en tension lorsque le support occupe sa position de référence. Ainsi, on évite la détérioration du dispositif de retenue par corrosion sous contrainte. Avantageusement, le dispositif de retenue conserve son intégrité dans le temps et conserve sa capacité de résistance à l’arrachement puisqu’il ne sera sollicité qu’au moment de l’impact d’un objet appliquant une tension sur l’élément de retenue supérieure à la résistance à l’arrachement du dispositif de maintien. Selon un mode de réalisation, l’élément de maintien est un premier câble et l’élément de retenue est un deuxième câble relié au dispositif de maintien.

Selon un autre mode de réalisation, l’élément de maintien est un premier câble et l’élément de retenue est un deuxième câble relié au premier câble.

Par exemple, l’élément de maintien et l’élément de retenue forment un seul câble reliant le support, le dispositif de maintien et le dispositif de retenue entre eux.

Le dispositif de maintien et le dispositif de retenue peuvent comporter respectivement des premier et deuxième éléments allongés destinés à être introduits dans le sol, le deuxième élément allongé ayant une longueur supérieure à celle du premier élément allongé.

Chaque élément allongé peut comporter un corps allongé pourvu de plusieurs protubérances destinées à pénétrer dans le sol.

Le filet peut être monté sur le support d’une façon déployée et le dispositif de maintien et le dispositif de retenue sont situés en amont du filet.

Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de sécurisation contre l’impact d’objets, dans lequel, on monte sur un support un filet destiné à retenir des objets, on maintient le support dans une position de référence à l’aide d’un moyen de maintien muni d’un dispositif de maintien fixé au sol et on relie le dispositif de maintien au support.

Le procédé comprend une fixation au sol d’un dispositif de retenue ayant une résistance à l’arrachement supérieure à celle du dispositif de maintien, et une liaison du dispositif de retenue au moyen de maintien.

On peut également relier le dispositif de retenue au moyen de maintien par un élément de retenue qui exerce une tension sur le dispositif de retenue inférieure ou égale à 10 N, de préférence inférieure ou égale à 1 N, lorsque le support occupe la position de référence.

Description sommaire des dessins

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation et de mise en œuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :

[Fig 1] : la figure 1 , illustre schématiquement une vue de face d’un mode de réalisation d’un système de sécurisation contre l’impact d’objets ;

[Fig 2] : la figure 2, illustre schématiquement une vue de côté d’un autre mode de réalisation d’un système de sécurisation contre l’impact d’objets ;

[Fig 3] : la figure 3, illustre schématiquement une vue de côté d’encore un autre mode de réalisation d’un système de sécurisation contre l’impact d’objets ; et [Fig 4] : la figure 4, illustre de façon schématique une vue de côté du système de la figure 1 en cas d’impact d’objets.

Description des modes de réalisation

Sur les figures 1 à 4, on a représenté un système de sécurisation 1 contre l’impact d’objets 2. En particulier, le système 1 est conçu pour la sécurisation contre la chute de rochers 2, de pierres, d’arbres ou d’éléments similaires. Le système 1 est également adapté pour retenir des objets en mouvement, comme par exemple un véhicule roulant mobile ou automobile, un objet volant (porté par le vent), ou un objet fluant (comme une coulée de boue). En outre, le système 1 comporte un filet 3 destiné à retenir ces objets 2. Le système 1 comporte en outre un support 4 et un moyen de maintien 5 du support 4 dans une position de référence R. Le filet 3 comporte, préférentiellement, un maillage 6 de brins en acier. Le filet 3 est monté fixe ou amovible sur le support 4. Par exemple, le filet 3 est monté sur quatre points d’accrochage 7 à 10, deux points d’accrochage supérieurs 7, 8 situés à une extrémité supérieure du support 4, c’est-à-dire éloignés du sol 11 , et deux points d’accrochage inférieurs 9, 10 situés à une extrémité inférieure du support 4, c’est-à-dire rapprochés du sol 11. La position de référence R correspond à une position dans laquelle le support 4 est debout et le filet 3 peut être déployé pour résister à l’impact d’un objet 2, par exemple pour empêcher la chute d’un rocher 2. Le support 4 occupe sa position de référence R en étant debout sur le sol 11 , le sol 11 pouvant être horizontal ou incliné. Lorsque le support 4 est débout, il peut être perpendiculaire au sol 11 , ou être incliné d’un angle, par rapport au sol, compris entre 45° et 135°. Par exemple, le support 4 peut comporter deux mâts 12, 13 sur lesquels le filet 3 est monté. Un premier mât 12 comprend un point d’accrochage supérieur 7 et un point d’accrochage inférieur 10. Le deuxième mât 13 comprend les points d’accrochage supérieur 8 et inférieur 9. Les mâts 12, 13 peuvent être ancrés dans le sol 11 , ou posés en appui sur le sol 11. Un mât 12, 13 a généralement une forme allongée. Un mât 12, 13 peut être un cylindre, par exemple un cylindre plein à section circulaire, ou un tube, ou une barre, pleine ou creuse. On entend par cylindre, un solide limité par une surface cylindrique engendrée par un ensemble de droites parallèles, notées génératrices, s’appuyant sur une courbe plane fermée, notée directrice, et deux plans coupant les génératrices. Chaque mât 12, 13 peut avoir une embase 14 pour reposer en appui sur le sol 11. En outre, chaque mât 12, 13 peut avoir un système d’ancrage spécifique, non représenté à des fins de simplification, pour ancrer le mât 12, 13 en profondeur dans le sol 11. Lorsque le support 4 occupe sa position de référence R, illustrée aux figures 1 à 3, le filet 3 occupe une position déployée pour retenir des objets 2. En d’autres termes, le filet 3 est tendu par le support 4. Lorsque le support 4 comporte deux mâts 12, 13, le filet 3 est attaché aux mâts 12, 13 de façon à être déployé entre les deux mâts 12, 13.

Par ailleurs, le moyen de maintien 5 permet de maintenir le support 4 dans sa position de référence R. De façon générale, le moyen de maintien 5 comprend au moins un dispositif de maintien 15, 16 et au moins un élément de maintien 17, 18. Un dispositif de maintien 15, 16 est configuré pour maintenir le support 4 dans sa position de référence R. En particulier, chaque dispositif de maintien 15, 16 est fixé au sol 13 et chaque élément de maintien 17, 18 relie un dispositif de maintien 15, 16 au support 4. En d’autres termes, on associe à chaque dispositif de maintien 15, 16, un élément de maintien 17, 18 attaché au support 4 et au dispositif de maintien 15, 16 auquel il est associé. Les éléments de maintien 17, 18 peuvent être des câbles, par exemple des câbles en acier. Un premier élément de maintien 17 est fixé, d’une part sur un premier dispositif de maintien 15, via un premier anneau 19 fixé au premier dispositif d’ancrage 15, et d’autre part au support 4, par exemple au premier mât 12, via un deuxième anneau 20 fixé au support 4. Pour équilibrer le support 4, le moyen de maintien 5 peut en outre comprendre un deuxième dispositif de maintien 16 fixé au sol 11 et un deuxième élément de maintien 18 reliant le deuxième dispositif de maintien 16 au support 4. Les deux dispositifs de maintien 15, 16 coopèrent pour maintenir le support 4 dans sa position de référence R. Le deuxième élément de maintien 18 est fixé, d’une part sur le deuxième dispositif de maintien 16, via un troisième anneau 21 fixé au deuxième dispositif de maintien 16, et d’autre part au support 4, par exemple au deuxième mât 13, via un quatrième anneau 22 fixé au support 4. Les dispositifs de maintien 15, 16 ont, chacun, une résistance à l’arrachement, c’est-à-dire que les dispositifs de maintien 15, 16 restent en position tant qu’une tension appliquée aux dispositifs de maintien 15, 16 est inférieure à une tension seuil de maintien. Lorsqu’une tension appliquée à un dispositif de maintien 15, 16 dépasse la tension seuil de maintien, alors le dispositif de maintien 15, 16 est arraché du sol 11 et ne maintient plus le support 4 dans sa position de référence R, comme illustré sur la figure 4. Dans ce cas, le support 4 change de position par rapport à sa position de référence R. C’est-à-dire que, le support 4 peut occuper une position inclinée D d’un angle A par rapport à sa position de référence, comme illustré à la figure 4.

Plus particulièrement, le système 1 comporte un moyen de retenue 23 configuré pour retenir le support 4 en cas d’impact d’objets 2. De façon générale, le moyen de retenue 23 comporte au moins un dispositif de retenue 24, 25 et au moins un élément de retenue 26, 27. Un dispositif de retenue 24, 25 est configuré pour retenir le support 4 dans une position inclinée D, illustrée à la figure 4. La position inclinée D correspond à une position dans laquelle le support 4 est incliné d’un angle A par rapport à sa position de référence R. C’est-à-dire que le dispositif de retenue 24, 25 est configuré pour empêcher le support 4 de se coucher sur le sol 11. En particulier, chaque dispositif de retenue 24, 25 est fixé au sol 11 et chaque élément de retenue 26, 27 relie un dispositif de retenue 24, 25 au moyen de maintien 5. En d’autres termes, on associe à chaque dispositif de retenue 24, 25 un élément de retenue 26, 27 attaché au moyen de maintien 5 et au dispositif de retenue 24, 25 auquel il est associé. Les éléments de retenue 26, 27 peuvent être des câbles, par exemple des câbles en acier.

Sur la figure 1 , on a représenté un mode de réalisation dans lequel chaque élément de retenue 26, 27 est relié à un dispositif de maintien 15, 16. Un premier élément de retenue 26 est fixé, d’une part sur le premier dispositif de maintien 15, via le premier anneau 19, et d’autre part à un premier dispositif de retenue 24, via un cinquième anneau 28 fixé au premier dispositif de retenue 24. Pour équilibrer le support 4, le moyen de retenue 23 peut en outre comprendre un deuxième dispositif de retenue 25 fixé au sol 11 et un deuxième élément de retenue 27 reliant le deuxième dispositif de retenue 25 au deuxième dispositif de maintien 16. Les deux dispositifs de retenue 24, 25 coopèrent pour maintenir le support 4 dans sa position inclinée D en cas d’arrachement des dispositifs de maintien 15, 16. Le deuxième élément de retenue 27 est fixé, d’une part sur le deuxième dispositif de maintien 16, via le troisième anneau 21 , et d’autre part au deuxième dispositif de retenue 25, via un sixième anneau 29 fixé au deuxième dispositif de retenue 25. Les dispositifs de retenue 24, 25 ont, chacun, une résistance à l’arrachement, en particulier, les dispositifs de retenue 24, 25 restent en position tant qu’une tension appliquée aux dispositifs de retenue 24, 25 est inférieure à une tension seuil d’arrachement. Lorsqu’une tension appliquée à un dispositif de retenue 24, 25 dépasse sa tension seuil d’arrachement, alors le dispositif de retenue 24, 25 est arraché du sol 11 et ne maintient plus le support 4 dans sa position inclinée D. Dans ce cas, le support 4 tombe en se couchant sur le sol 11 , et le système 1 n’assure plus sa fonction de sécurisation. Plus particulièrement, chaque dispositif de retenue 24, 25 a une résistance à l’arrachement supérieure à celle de chacun des dispositifs de maintien 15, 16. En d’autres termes, la tension seuil d’arrachement des dispositifs de retenue 24, 25 est supérieure à la tension seuil de maintien des dispositifs de maintien 15, 16.

Ainsi, lorsqu’un dispositif de maintien 15, 16 est arraché, le support 4 s’incline et est retenu dans sa position inclinée D par le moyen de retenue 23, du fait que le moyen de retenue 23 est relié au support 4, par l’intermédiaire du moyen de maintien 5. En particulier, dans la position inclinée D, illustré à la figure 4, le support 4 est maintenu debout par rapport au sol 11 et le filet 3 peut retenir l’objet 2 qui l’a percuté. En outre, dans la position inclinée D, le support 4 ne s’est pas affaissé et ne s’est pas couché sur le sol 11. Dans le cas où le sol 11 est horizontal, le moyen de retenue 23 coopère avec le moyen de maintien 5 pour fournir un système de sécurisation 1 qui peut absorber le choc dû à l’impact d’un objet 2. En d’autres termes, lors d’un impact d’un objet 2 sur le filet 3, le moyen de maintien 5 pourra être arraché avant le moyen de retenue 23. Le moyen de maintien 5 aura alors absorbé une partie du choc créé par l’impact de l’objet 2. Par ailleurs, lorsque le sol 11 est incliné, le système de sécurisation 1 permet également d’absorber le choc, et en outre le moyen de maintien 5 retient le support 4 dans sa position de référence R, en subissant une tension due au poids du support 4 et du filet 3.

Selon un autre mode de réalisation, illustré sur la figure 2, les éléments de maintien 17 et de retenue 26 sont deux câbles reliés entre eux par une ligature 30.

Selon encore un autre mode de réalisation, illustré sur la figure 3, les éléments de maintien 17 et de retenue 26 forment un seul câble 31 reliant le support 4 avec un dispositif de maintien 15 et un dispositif de retenue 16. Plus particulièrement, le câble 31 est relié au dispositif de maintien 15 par un moyen de fixation 32, tel que des boucles, des œillets, ou des ligatures. Sur la figure 4, on a représenté l’impact d’un objet 2 sur le système de sécurisation 1. On a également représenté un cas où le sol 11 est incliné. Préférentiellement, les dispositifs de maintien 15, 16 et de retenue 24, 25 sont situés en amont du filet 3. En particulier, lorsqu’un objet 2 percute le filet 3, il entraîne une augmentation de la tension appliquée aux dispositifs de maintien 15, 16. L’impact de l’objet 2 a tendance à faire basculer le support 4 vers sa position inclinée D. Lorsqu’une tension appliquée aux dispositifs de maintien 15, 16 dépasse la tension seuil de maintien et reste inférieure à la tension seuil d’arrachement des dispositifs de retenue 24, 25, alors les dispositifs de maintien 15, 16 sont arrachés, le support 4 bascule dans sa position inclinée D, et les dispositifs de retenue 24, 25 sur lequel la tension est appliquée ne sont pas arrachés du sol 11. Dans ce cas, les dispositifs de retenue 24, 25 retiennent le support 4 dans sa position inclinée D. On a représenté sur la figure 3, le premier dispositif de maintien 15 dans la situation où il est arraché en partie du sol 11. Il est fléchi du fait d’une tension importante qui lui a été appliquée.

Par ailleurs, lorsque le support 4 occupe sa position de référence R, des premières tensions T1 , T2 sont exercées par le support 4 respectivement sur les premier et deuxième dispositif de maintien 15, 16. En outre, des deuxièmes tensions T3, T4 sont exercées par les éléments de retenue 26, 27 sur respectivement les premier et deuxième dispositifs de retenue 24, 25. Avantageusement, les moyens de maintien 5 et de retenue 23 sont configurés pour que, lorsque le support 4 occupe sa position de référence R, les deuxièmes tensions T3, T4 soient strictement inférieures aux premières tensions T1 , T2 . Par exemple, on place le support 4 de sorte que les éléments de maintien 15, 16 soient tendus et les éléments de retenue 26, 27 soient de préférence lâches. Dans ce cas les deuxièmes tensions T3, T4 sont inférieures respectivement aux premières tensions T1 , T2. Par exemple, lorsque les éléments de retenue 26, 27 sont posés sur le sol 11 , les deuxièmes tensions T3, T4 sont négligeables. Plus particulièrement, un élément de retenue 26, 27 est configuré pour exercer une deuxième tension T3, T4 sur le dispositif de retenue 24, 25, auquel il est relié, qui est inférieure ou égale à 10 N, de préférence inférieure ou égale à 1 N. En effet, lorsque les deuxièmes tensions T3, T4 sont inférieures à 10 N, on considère que le dispositif de retenue 24, 25 est peu sollicité en tension et on évite le phénomène de corrosion sous contrainte des dispositifs de retenue 24, 25. Lorsque les deuxièmes tensions T3, T4 sont inférieures à 1 N, on considère qu’elles sont négligeables, c’est-à-dire qu’elles n’entraînent pas de corrosion sous contraintes des dispositifs de retenue 24, 25. Une corrosion sous contrainte des dispositifs de retenue 24, 25 apparaît lorsqu’ils sont soumis à des contraintes, en particulier des contraintes supérieures à 10 N.

En d’autres termes les éléments de retenue 26, 27 sont configurés pour que, lorsque le support 4 occupe sa position de référence R, le moyen de retenue 23 est peu ou pas sollicité en tension. Par exemple les moyens de retenue 26, 27 sont posés sur le sol et la deuxième tension T3, T4 est faible. Par exemple, on pourra choisir un élément de retenue 26, 27 dont le poids est inférieur à 10 N, de préférence inférieur à 1 N. Avantageusement, lorsque le moyen de retenue 23 est peu ou pas sollicité en tension, il conserve ses capacités de résistance à l’arrachement. On évite ainsi de solliciter en tension le moyen de retenue 23 en situation d’exploitation lorsque le support 4 est dans sa position de référence R et qu’il n’y a aucun objet 2 appuyant contre le filet 3. En outre, le moyen de retenue 23 ne sera sollicité que lorsqu’une tension exercée sur le moyen de retenue 23 dépassera le seuil de tension de maintien du moyen de maintien 5.

Les dispositifs de maintien 15, 16 et de retenue 24, 25 peuvent comporter respectivement des éléments allongés 40 à 43. Chaque élément allongé 40 à 43 est configuré pour pénétrer le sol 11. Les éléments allongés peuvent être scellés dans le sol à l’aide d’un produit de scellement. Par exemple, les éléments allongés 40 à 43 sont des tiges. Les tiges peuvent être en acier. En variante, les éléments allongés 40 à 43 peuvent être fixés à une même pièce de retenue, comme un massif en béton. Selon une autre variante, les éléments allongés 40 à 43 peuvent être fixés respectivement à des pièces de retenue distinctes les unes des autres. De préférence les tiges sont creuses. Plus particulièrement, les éléments allongés 42, 43 des dispositifs de retenue 24, 25 ont chacun une longueur supérieure à celles des éléments allongés 40, 41 des dispositifs de maintien 15, 16. Ainsi, la résistance à l’arrachement des dispositifs de retenue 24, 25 est supérieure à celles des dispositifs de maintien 15, 16. De manière générale, chaque élément allongé 40 à 43 a un corps. Avantageusement, chaque corps des éléments allongés 40 à 43 est pourvu de protubérances 44 destinées à augmenter le coefficient de résistance à l’arrachement. Par exemple, les éléments allongés 40 à 43 sont des tiges filetées, c’est-à-dire comprenant un filet hélicoïdal, ou comportant plusieurs filets parallèles entre eux.

On peut installer le système 1 qui vient d’être décrit, à l’aide d’un procédé de sécurisation contre l’impact d’objets 2, dans lequel, on monte sur le support 4 le filet 3 destiné à retenir des objets 2, on maintient le support 4 dans sa position de référence R à l’aide du moyen de maintien 5 muni d’un dispositif de maintien 15, 16 fixé au sol et on relie le dispositif de maintien 15, 16 au support 4. En outre, on fixe au sol un dispositif de retenue 24, 25 ayant une résistance à l’arrachement supérieure à celle du dispositif de maintien 15, 16, et on relie le dispositif de retenue 24, 25 au moyen de maintien 5.

L’invention qui vient d’être décrite est facile à monter et procure une sécurisation efficace contre l’impact d’objets. Le système et le procédé de sécurisation permettent de fournir un double ancrage pour tenir un dispositif de protection contre les impacts d’objets, qui permet d’éviter une mise sous contrainte excessive des dispositifs de retenue lors de la phase d’attente d’un impact éventuel, afin que le double ancrage garde son intégrité dans le temps et conserve sa résistance.