CA1296210C - Barriere de protection contre les chutes de pierres avec des cables d'amarrage susceptibles de glisser dans des organes amortisseurs - Google Patents

Abstract

: La barrière de protection comporte une nappe de filet suivant sensiblement le terrain en travers de la pente, tenue déployée en hauteur par des piquets. Ces piquets sont tenus par des haubans sur un guide dans le sens de la pente, guide formé d'une boucle de câble tendue entre deux poulies ancrées dans le terrain, avec un brin porteur où s'attachent les haubans et le piquet. Un câble d'amarrage retient vers l'amont le point d'attache du hauban sur le brin porteur. Ce câble est équipé d'un organe amortisseur apte à laisser filer une longueur d'une ganse de réserve sous l'effet d'une traction forte. L'impact de blocs de pierre fait reculer les piquets de part et d'autre du point d'impact, l'organe amortisseur freinant ce recul. La nappe reste tendue et les piquets ne plient pas.

Description

,Barxi~re de ~rotectio _ des câb~es ~marraqe suscePtibles de qlisser dan~ des oraanes amortisseurs L'invention se xapporte à une barrière de protection contre des chu~es de pierres sur des terrain~
en pente, comportant au moins une na.ppe de file~ suivant : sensiblement le terrain perpendiculairemen~ ~ la pente, tenue déployée en hauteur :par des montants rigides et retenue au moins:vers l'amon~ par des câbles d'amarrage disposés; au droit des montants et xelies à des ancrages, ces câbles comportant des organes amortisseurs aptes à
libérer une longueur de c~ble de réserve en réponse ~ un effort de traction dépassant une valeur réglée.
Les barrières de protection conkre les chutes de pierres, con~t.itu~es d'un grillage ou filet tenu par des poteaux en travers de la trajectoire prévisi~le de pierres en terrains en pente ont Eait l'objet de nombreuses descriptions et réalisations matérielles. La dif~iculté majeure de ce genre de baxri~re est le maint,ien de la protection après l'impact de gros hlocs.
On comprend en effet qu'il est ~conomiquement irxéalisa~le d'établir, en amont d'emplacements pxotéger, des barri~res, murs ou consoles capables d'arr~ter, en tou~es circonstances, les plus gros bloc~
suscepkibles de dévaler les pentes amon~, sans que les obstacles ~de protection n'aient à ~tre révis~s. Déjà
l'utilisation de filets ou réseau maillés, qui répartissen~ l'énergie d'impact sur les régions vvisines du point d'impact précis, apporte un pr~mier élément de solution. Mais,~ surtout lorsque l'impact se produi~ à
proximlté des poteaux, les efforts ~sultan~ de l'impact se concentren~ sur le poteau, qui est sollicité en reversement vers l' aYal; SOllS des impacts élevés il ~e produit un pliag~ ou une rupture du poteau à proximit~ de , 6~

sa base fondée dans le sol.
On a prevu d'attacher une nappe de ~ilet sur des poteaux par l'interm~diaire de ressorts, afin de réduire la brutalité de~ impacts. Cette réduc~ion est toutefois limitée, en raison de la faible ~longation possible des ressorts. En outre l'action des ressorts ne provoque pas d'amortissement de l'énergie d'impact r et il peut se produire des~rebonds dangereux.
La demande de hrevet FR-A-2 41~ 5~6 décrit une barrière de protection et de sécurité, notamment contre les chutes de pierres, qui comporte un écran de réseau maillé maintenu déployé par des entretoises par rapport auxquelles ce réseau possede une faculté de déplacement relatif propre conféré par des organes de liaison à
résistance limitée s'étendant entre l'écran et des points d'ancrage et de retenue. Ces organes de liaison sont des câbles formant haubans, passant ~ travers des lumières dans la tête et le pied de poteaux qui forment entretoises, et reli~s à des ancrages en amont. Ces câbles comportent des dispositi~s limiteurs de traction, qui sont susceptibles de laisser ~iler des portions de c~ble de x~serve entre des m~choire.s serrées de façon réglée pour définir un seuil de résistance.
Les câbles de rives du réseau maill& d'~cr~n peuvent comporter des limiteurs de traction du m~me type, convenablement r~gl~s.
On comprend que, lors de l'impact d'un gros bloc, les limiteurs de traction cèdent, l'energie d'impact étant dégradée dans le fxot~ement des c~bles dans les limiteurs de tractlon. L'écran s'écarte des poteaux de la longueur de hauban c~dée, et a tendance ~ se refermex en poche autour du bloc. En e~fet, les portions de hauban qui ont coulissé dans les lumières du poteau autorisent un certaln xapprochement des rives.
Ce type de barrière s'est avéré efflcacei toutefois certaines imper~ections demeurent. Si l'impact d'un gros bloc se produit directe~ent sur un poteau, celui-ci va plier ou se rompre, et la harriere va se coucher vers l'ava~, et perdre ainsi *ou~e e~ficacité
dans la zone du poteau ~rappé. Par ailleurs, sous l'e~fet d'impacts répétes dans une zone localisée le rapprochement des rives de l'écran maillé derriere les blocs accumulés diminue la hauteur efficace de l'écran et risque de former un talus en contre~pente, franchissable par des pierres qui dévaleraient la p~nte ultérieurement.
L'invention a pour object~f de pallier ces imperfections et propose ~ cet effet une barrière de protection contre des chutes de pierres sur des terrains en pentel comportant au moins une nappe de filet suivant sensiblement le terrain perpendiculairemen-t ~ la pente, tenue déployée en hauteur par des montants rigides et retenue, au moins vers l'amont par des câbles d'amarrage disposé~s au droit des montants et reliés ~ des ancrages, ces câbles comportant des organes amortisseurs aptes ~
libérer une longueur de c~ble en x~serve en réponse à un effort de traction dépassant une valeur réglée, caractéri~ée en ce que la nappe étant li.ée aux montants au moins en points haut et bas, chacun des montants est tenu erigé par un faisceau de hauban~ liés ~ un moyen de : guide capable de déplacement ~uivant la pente, un ~âble d'amarrage avec organe amortisseur ~tant atte:L~ au moyen de guide pour retenir le montant.
Ain~i, quels que soient les emplacements d'impact, ou les ef~ets d'impacts antéri.eurs, la partie de barrière frappée pourra reculer gxâce à la libération de c~ble par un organe amortisseur, qui absorbera l'énergie d'impact, sans que l'orientation et le déploiement en hauteux de la nappe de filet soient sensiblement altérés.
De préférence, le moyen de guide e5t constitué par une boucle de câble ~ermée sur elle-même et passant sur des poulies de renvoi aux extrém.ités amo~t et aval du moyen de guide, avec un brin porteur où 5 ' at~achent les haubans et le pied de montant, et un bxln de retour.
De préférence également, la barrière est xeliée ~L2~ 1 chacune de ses extrémités par deux tendeurs haut et bas un cable d'amarrage muni d'un oryane amortisseur, les moyens d'ancrage correspondants étant ~itués sensiblement dans l'~lignement de la nappe. Cette disposition malntient sensiblement verticaux les montants, à
l'encontre de sollicitations latérales dans la direction génPrale de la nappe, tout en permettant un certain déplacement des montants dans la direction de la nappe, pour compenser l'effet de déplacemen.t de piquets suivant la pente.
En disposition préférée, l'or~ane amortisseur comprend au moins trois réas avec des gorges adaptées au c~ble, bloqués à plat entre deux joues, le c~ble passant en un chemin sinueux défini d'un côté et de l'autre par passage dans des gorges.
La raideur du câble a tendance à l'appliquer dans les gorges des réas, qui sont épousées par les sinuosités du cable. Dès lors une traction sur le cable augmente le serrage dans les gorges et donc llamortissement par fro~tement du câble dans ces gorges. On remarquera que l'ef~ort de freinage croit avec l'effort de traction, et dépend de la sinuosit~ du câble dan3 llorgane amortisseur, de sorte que l'amortissement est plus proche d'un amortissement visqueux que dlun amortissement de ~rottemen~ entre solide, comme les orqanes amortis~eurs de l'état de la technique, qui sont dif:ficiles à régler à
l'origine, et se dérèglent ais~ment.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans les~uels:
- la figure 1 est une vue perspective d'une barrière selon l'invention;
- la figure 2A représente un montant de barrière avec son moyen de guide et un moyen amortisseur;
~ la figure 2B est un détail du pied de montant;
- la ~igure 3A est une vue en plan d'un organ~
amortisseur ~elon l'invention;

- la ~igure 3B est une vue de pro~il de l'organe amortisseur;
- les figures 4A-4F représentent di~férents tracés de chemin de c~ble dans un organe amortisseur.
Selon le mode de réalisation représenté figure 1, la barrière de protection selon l'invention comprend une nappe de filet 1, étendue suivant le terrain sensiblement perpendiculairement ~ la pente, e~ maintenue déployée en hauteur par des montants 2. Comme on le voit mieux à la figure 2A, la nappe de filet 1 est tenue par ses rives haute et basse sur la tate 2a et 12 pied 2b du montant 2.
Le montant 2 comport2 à sa base un sabot 2c susceptible de glisser sur une piste aménagée suivant la pente. Le montant 2 est tenu érigé par deux haubans, 3a vers l'amont e~ 3b vers l'aval, ces haubans 3a et 3k étant fixés, conjointement avec le pied 2b du montant 2 sur un brin porteur 30 d'une boucle de c~ble qui se ~erme par un brin de retour 31 en passant sur deux poulies 32 en amont et 33 en aval, respectivament ~ixées à des ancrages 32a et 33a avec des massifs bétonnés dans le terrain, .lJ ensemble des brins 30 et 31 formant avec les poulies 32 et 33 un guide pour le piquet 2.
Bien entendu, les ancrages seront ex~cuté~ par u~e techni~ue adaptée a la nature Oll la consistance du terrai~. Fr~quemment, on utilisera la technique dite du pieu explosé, ~uivant laquelle un tube de quelques centim~tres de diamètre e~t descendu dans un ~rou foré de diam~tre correspondant, et on fait détoner une charge d'explosif dans le tube pour l'expanser en forman~ une chambre dans le terrain. La chambre est ensuite remplie de béton, après qu'on y ait in~roduit un tirant d'ancrage qui dépasse de l'extrémité du tube au-dessus du terrain.
Au point d'attache du hauban amont 3a sur le brin porteur 30 est repris un cable d'amarrage 34, qui passe à
travers un organe amortisseur 35 lié a l'ancrage amont 32a. Après sa traversée de l'organe amortisseur 35, le c~ble 34 forme une ganse de réserve 34a, l~che, dont l'extrémité est prise sur l'ancrage 32a.
Comme on le vo.it mieux sur la ~igure 2B, le sabot 2c est formé d'une semelle en t~le forte avec des extrémités relevées Le brin de retour 31 passe travers un oeillet 31a pratiqué dans le pied 2k du montant 2, et dans des encoches (non référencées) dans les extrémi~és du sabot 2c.
En revenant à la figure 1, on voit que les deux extrémités 1a et 1k de la nappe 1 se terminent sur des montants 2 qui comportent chacun deux tendeurs, un tendeur haut 36 et un tendeur bas 36k, reliés conjoin~ement à un cable d'amarrage 34, muni d'un organe amortisseux 35, et présentant une ganse de réserve 34a.
Ces organes amortisseur~ 35 sont fixés ~ des ancrages respectivement 37a et 37k. situés sensiblement dans l'alignement de la nappe 1.
On décrira plus en détail les organes amortisseurs, en référence aux figures 3 et 4. On retiendra déjà que le passage en coulissement du c~ble 34 sous l'e~fet d'une traction est freiné par frottement.
Sous l'effet d'une tractlon bxutale sur le câble 34, une certaine longueur de la ganse de réser~e 34a est c~dée a travers l'organe amortisseur 35, avec dissipation de l'~nergie de traction par frott~ment du c~bla 3~ dans l'organe amortis~ur 35.
A la mise en place de la barrière les câbles 34 sont tendus, avec constitu~ion de ganses de réserve 34a de longueur maximale. La nappe 1 est ainsi disposée, tendue en ex~rémités 1a et lb par les tendeurs 36a et ~k, et tenue en position la plus amont possible, sensiblement perpendiculaireme~t à la pente par les montants 2 maintenus érigés par les haubans 3a et 3b.
On aura compris que les ex~rémités de la nappe 1 et lb sont situées au-delà des trajectoires possibles de pierres. Plusieurs nappes peuvent ^tre disposées e~
succession si la zone dangereuse dépas3e en largeur la lon~ueur d'une nappe.

Lors de l'impact d'un bloc de pierre important en un point quelconque de la nappe 1, entre ses extrémités 1a et 1b, des efforts sont reportés en tête et pied des mon~ants qui bordent la section de nappe frappée. Ces efforts sont reportés pour l'essentiel pour chaque montant en traction sur le câble 34, par l'interm~diaire du hauban 3a et du brin porteur 30. Accessoirement une partie de l'effort se reporte sur les tendeurs 36a et 36k, et le câble 34 correspondant.
Sous l'effet des tractions brutales sur les câbles 34, les organes amortisseurs 35 cèdent une certaine longueur de ganse de réserve 343. Pour les guides 3, l'allongement de la partie tendue des c~bles 34, (prélevé
sur la ganse de réserve 34a), se traduit par une descente du brin porteur 30 et une remontée corrélative du brin de retour 31, la descente du brin porteur 5 ' accompagnant d'une descente du montant 2, qui reste toutefois sensiblement parallèle ~ sa direction d'origine.
Aien entendu, la descente des montants 2 qui encadrent l'impact se répercute a~ténuée sur les autres montants de proche en proche. Les déformations de la nappe 1 consécutives dans la direction de la pente entrainent un certain allongement des parties tendues de~
câbles 34 reliés aux ancrayes 37a et 37b.
Si l'impact d'un gros bloc se produit directement sur un montant 2, celui-ci cédera en descendant vers l'aval; les risques de rupture sont prati~uement ~liminés; les déformations de mon~ants seront fortement atténuées.
Lors de révisions périodiques, ou après une période de chutes impor~antes de pierres, après enlèvement des pierres retenues, la barrièrP pourra généralement être remise en état par une simple remise en place de la nappe, en raccourcissant au maximum les parties tendues des c~bles 34.
L'organe amortisseur 35 représenté aux figures 3A

~L29~

et 3B comprend deux joues plates 351 et 352, entr~
lesquelles sont ~loqués à plat quatre réas 353-35~, fixés chacun par deux boulons.
Ces quatre réas sont disposés centrés aux sommets d'un carré, dont le côté est sensiblement triple du rayon des réas. Les g~rges des réas sont de section semi-circulaire, de même rayon que le câble 34. Une chape d'attelage 350 est disposée dans l'alignement des axes des réas 354 et 356, suivant une diagonale des carrés.
Com~e représenté plus clairement figure 3A, le câble 34 passe dans l'organe amortisseur suivant un chemin sinueux, defini par le passage dans les gorges des réas successivement 354, 355 r 356. Si l'on va de la partie tendue du câble 34 vers la ganse de réserve 34a, en regarda~t la figure 3A, les réas 354 et 356 sont laissés à droite du câble, tandis que le réa 355 est laissé à
gauche. Dans cette disposition le câble 34 embrasse une circonférence de réa sensihlement.
En énon~ant que le c~té du carré, dont les sommets définissent les centres des réas, est sensiblement triple du rayon de ces réas, on entend que le rapport du côt~ au rayon est compris entre 2,7/1 et 3,4/1, ce qui ~orrespond à une fou~chette de ~ 10~o a peu pr~.
On comprendra qu'en réponse à une tractivn soudaine sur le câble 34 ~venant de l'oppos~ de la chape d'attelage 350), l'inert.ie et la raideur du c~ble tendent retenir par ~rottement ce câ~le dans les gorges des réas. Le réa 356 le plus proche de la ganse de réserve 34a ne fait intervenir que cette retenue due à l'inertie et à la raideur. Mais déjà dans la gorge du réa 355, la tension de retenue du réa 356 vient s'ajouter pour serrer le câble dans la gorge ~sur un demi-tour) et accentuer la retenue de freinage, dans une action analogue à celle d'un cabestan. L'effet de freinage dans la gorge du réa de tête 354 est également renforcé par le freinage des réas suivants.
On compxendra que si l'organe amortisseur ~g~
g comprenait moins de trois réas, l'effe~ de freinage ne serait pas assuré, car le trajet de c~ble ne serait pas nécessairement sinueux, étant donné qu'on peut toujours faixe passe.r une droite par deux points. Avec trois réas le nombre de chemins distincts est ~rès limité. ~ais, comme on va le voir ~n référence aux fi~ures 4A ~ 4F, le nombre de chemins distincts rendus possibles par l'utilisation de quatre r~as devient important, et la longueur a~ arc de gorga embrassé est également distincte.
Or, finalement, l'efficacité du ~reinage cro~t avec la lon~ueur d'arc embrassé.
On notera que l'arc embrassé par le câble sur le réa d'où sort la ganse de réserve ne peut être pris en compte de facon fiable puisque cette ganse de réserve est lâche et de forme peu prévisible.
Suivant la figure 4A, le c~ble passe, depuis la partie tendue jusqu'à la ganse de réserve, sur les réas 354, 355 et 353, l'angle embrassé étant d'environ 315-.
Suivan~ la figure 4~, le câble passe sur les xéas 354, 355 et 356, a~ec un angle embrassé de 270~. On remarquera que, bien que la disposition corresponde a celle de la figure 3A, l'orientation quelconque du d~part de ganse de ré~erve réduit l'arc l'embrass~ment.
Suivant la figure 4C, l'ordre des réas e~t 354, 356, 353, avec un arc embras~é de 270~ environ.
Suivant la figure 4D, l'ordre est 354, 356, 355.L'angle embrassé est de 180- car ici l'arc embrasse sur le rea de tête 354 es~ nul, le câble passant du même c~té des réas 354 et 356.
Suivant la figure 4E, l'ordre es-t 354, 355, 356, 353, avec un arc embrassé de 360~.
Suivant la figure 4F, l'ordre est 354, 355, 353, 356, avec un arc embrassé de 495~.
On con~oit que cette disposition permet un ajustage de l'effort de freinage aisé, lors du montage de la barrière, ou lors d'une révision. On appr~ciera que l'efficacité du freinage croît avec l'effort de traction, et que l'effort de ~reinaye, sou.s l'effet d'une traction déterminée, sera relativement reproduckible, a la différence des dispositifs de l'art antérieur o~ l'effort de freinage est détermin~ par le serrage de mâchoires autour du câble, peu progressif, et sujet à déréglage par déformation du câble ou usure des machoires.
on notera que la progressivite du freinage avec l'effort de traction, et par voie de conséquence avec la vitesse de glissement du câble dans l'organe amortisseur, conf~re à cet or~ane un comportement qui se rapproche d'un amortissement visqueux. La valeur réglée d'effort de traction au-delà de laquelle le câble glisse dans les dispositifs de l'état de la technique ne cons~itue pas le param~tre e~sentiel de l'organe amortisseur selon l'invention. Ce que l'on règle par le choix du chemin de câble dans l'organe amortisseur est la valeur d'amortissement.
on comprendra que l'invention a été con~ue pour la protection contre les chutes de pierres, et a été décrite en relation avec cette application, mais ~ue cependant elle est applicable quand il sera nécessaire de contenir des déplacements incontrôlés d'objets pesants, tels par exemple des grumes, des matériaux de construction, etc Bi0n entendu, l'invention n'est pas limit~e l'exemple décrit, mais en embrasse toutes les variantes d'exécution dans le cadre des revendications.

Claims (8)

1. Barrière de protection contre les chutes de pierres sur des terrains en pentes, comportant au moins une nappe de filet suivant sensiblement le terrain perpendiculairement à la pente, tenue déployée en hauteur par des piquets rigides et retenue, au moins vers l'amont par des câbles d'amarrage disposés au droit des piquets et reliés à des ancrages, ces câbles comportant des organes amortisseurs aptes à libérer une longueur de câble en réserve en réponse à un effort de traction dépassant une valeur réglée, caractérisée en ce que la nappe étant liée aux piquets au moins en points haut et bas, chacun des piquets est tenu érigé par un faisceau de haubans liés à un moyen de guide capable de déplacement suivant la pente, un câble d'amarrage avec organe amortisseur étant attelé au moyen de guide pour retenir le piquet.

2. Barrière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de guide est constitué par une boucle de câble fermée sur elle-même et passant sur des poulies de renvoi aux extrémités amont et aval du moyen de guide avec un brin porteur où s'attachent les haubans et le pied de piquet, et un brin de retour.

3. Barrière selon la revendication 2, caractérisée en ce que le faisceau de haubans comprend deux haubans pris en tête du piquet et liés au brin porteur respectivement en amont et aval du pied de piquet.

4. Barrière selon une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le piquet est muni à son pied d'un sabot apte à glisser sur une piste aménagée suivant la pente du terrain, le brin de retour passant dans un oeillet ménagé dans le pied du piquet.

5. Barrière selon la revendication 1, caractérisée en ce que, à chacune de ses extrémités, elle est reliée par deux tendeurs haut et bas, à un câble d'amarrage muni d'un organe amortisseur, les moyens d'ancrage correspondants étant situés sensiblement dans l'alignement de la nappe.

6. Barrière selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe amortisseur comprend au moins trois réas avec des gorges adaptées au câble, bloqués à plat entre deux joues, le câble passant en un chemin sinueux défini d'un côté et de l'autre par passage dans des gorges.

7. Barrière selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'organe amortisseur comprend quatre réas disposés centrés au sommet d'un carré, le point d'attache de l'organe étant en prolongement d'une diagonale.

8. Barrière selon la revendication 7, caractérisée en ce que le côté du carré est, avec le rayon des réas, dans un rapport compris entre 2,7/1 et 3,4/1.