EP3162962B1 - Mât de signalisation de section polygonale ayant des faces ajourees - Google Patents

Mât de signalisation de section polygonale ayant des faces ajourees Download PDF

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EP3162962B1
EP3162962B1 EP16195725.3A EP16195725A EP3162962B1 EP 3162962 B1 EP3162962 B1 EP 3162962B1 EP 16195725 A EP16195725 A EP 16195725A EP 3162962 B1 EP3162962 B1 EP 3162962B1
Authority
EP
European Patent Office
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mast
base
height
signalling
section
Prior art date
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EP16195725.3A
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German (de)
English (en)
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EP3162962A1 (fr
Inventor
Benjamin BARBAUD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lacroix Signalisation SAS
Original Assignee
Lacroix Signalisation SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Lacroix Signalisation SAS filed Critical Lacroix Signalisation SAS
Publication of EP3162962A1 publication Critical patent/EP3162962A1/fr
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F9/00—Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
    • E01F9/60—Upright bodies, e.g. marker posts or bollards; Supports for road signs
    • E01F9/623—Upright bodies, e.g. marker posts or bollards; Supports for road signs characterised by form or by structural features, e.g. for enabling displacement or deflection
    • E01F9/631—Upright bodies, e.g. marker posts or bollards; Supports for road signs characterised by form or by structural features, e.g. for enabling displacement or deflection specially adapted for breaking, disengaging, collapsing or permanently deforming when deflected or displaced, e.g. by vehicle impact
    • E01F9/635—Upright bodies, e.g. marker posts or bollards; Supports for road signs characterised by form or by structural features, e.g. for enabling displacement or deflection specially adapted for breaking, disengaging, collapsing or permanently deforming when deflected or displaced, e.g. by vehicle impact by shearing or tearing, e.g. having weakened zones
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02—Structures made of specified materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02—Structures made of specified materials
    • E04H12/08—Structures made of specified materials of metal

Definitions

  • the field of the invention is that of poles supporting signaling devices. More specifically, the invention relates to the fact that the signaling mast is of the tubular type and of polygonal section, the faces thus formed are separated by angles formed of two planar wings.
  • the panels are either fixed on walls or fixed in the upper part of a signal mast. It is recommended at the level of the traffic lanes (road, street, intersection, ...) to use a signal mast consisting of a base mast at the bottom, and a riser extending this base mast and supporting the panel signaling.
  • the panel must be positioned at a height sufficient to be visible from a distance and therefore generally above 2 meters.
  • Such masts have a structure strong enough to withstand the wind. This strength can be dangerous in case of shocks with a vehicle.
  • Safety standards for example the European standard EN 12767, require that masts supporting traffic signs located along the roads must in case of shock deform in order to absorb some of the kinetic energy or to detach.
  • the masts that are torn from their base during a side impact do not absorb or little energy from the vehicle, which is why they are called “NE” as "No Energy”. If, however, the rest hung on the ground and is able to slow down and stop the vehicle, it is called HE as "High Energy” because it absorbs the kinetic energy of the vehicle.
  • This last type of base mast is obviously much safer than the first because it avoids over-accidents.
  • a damaged vehicle that is still rolling can hit another vehicle, or a pedestrian. If the signal mast slows the vehicle but can not stop it, it is called “LE” as “Low Energy”.
  • the classification of a mast in terms of safety This is done using a vehicle running at a standard speed such as 50, 70, or 100 kilometers per hour (depending on the manufacturer's choice) and striking a mast.
  • the table below classifies the masts as HE, LE and NE according to their impact velocities and their measured velocities after impact: 50 Km / h 70 Km / h 100 Km / h HEY 0 Km / h 0 to 5 Km / h 0 to 50 Km / h THE 0 to 5 Km / h 5 to 30 Km / h 50 to 70 Km / h BORN 5 to 50 Km / h 30 to 70 Km / h 70 to 100 Km / h
  • a vehicle launched at 50 Km / h makes a deceleration important but not dangerous overall for the occupants. It would not be the same if the vehicle is stopped by an obstacle while driving at 100 km / h or more. To avoid causing the occupants to decelerate too much, the mast must be able to stop the vehicle launched at 50 km / h in a few meters, in which case it is HE (or 50HE). At 100 km / h, the mast must slow down the vehicle without too sudden deceleration. It is possible to obtain this result by increasing the length of the mast. This is usually not possible because of the standardized dimensions. These safety and dimension constraints require very fine determination of the impact resistance of the signal masts and compromise.
  • the resistance of the masts depends on many parameters, including section, material and dimensions.
  • the majority of the masts have a substantially circular section because this manufacturing process is the simplest and allows to easily orient the panel with fasteners by clamp semi-circular collar.
  • This type of base mast can be fixed either on a metal plate which is then bolted conventionally on a solid concrete anchor, or by an existing system of hooves.
  • a cylindrical mast is made of rolled sheet steel or aluminum spun. By acting on the thickness of the sheet and the diameter, certain performances are obtained, and in particular a certain level of impact resistance.
  • the manufacturing method consists of winding long fibers on a mandrel by coating them with resin, the adjustment variable to obtain a given resistance to the shock lies in the manner of winding the fiber and the final thickness of the fiber. material.
  • the ground fixing of this type of mast is very different from the fixing of those made of sheet metal, their base is embedded in a concrete block from a height of one meter. This installation process is relatively expensive. In addition, if such a mast is damaged, following a shock for example, its replacement requires heavy work and a considerable cost. Because of this, these signal masts are little used and in places where the risks of deterioration are low.
  • a third type of mast is that their sections are polygonal.
  • the geometrical structure of each face of the mast can serve as an adjustment variable to obtain a resistance and impact deformation compatible with safety standards.
  • Another variable to control the deformation is that the faces of the mast are not full but have days.
  • the mast is then like a deformable lattice, the presence of these days also provides a beautiful visual effect.
  • the deformation in case of shock is progressive and offers a good level of security.
  • the base of the polygon is fixed on a plate that comes to bear on a concrete block. In case of deterioration, the replacement is quite fast.
  • the manufacturing process of such mast is generally identical to that of the drawn sheet, and therefore quite expensive.
  • the invention particularly aims at a signal mast having in the lower part a mast base which is deformed in the event of a collision with a vehicle and absorbs a large part of the kinetic energy of the vehicle.
  • an object of the invention is to provide a mast that complies with the standards in force and can stop a vehicle without stopping it net.
  • the object of the invention is, according to at least one embodiment, to stop the vehicle only when the impact occurs below a determined speed.
  • the invention proposes a signaling pole intended to carry a luminous or non-luminous display element of the tubular type.
  • Said mat comprises a polygonal section openwork mast base forming a plurality of faces separated by edges, and an upper part in the extension of the mast base supporting the display element.
  • the mast base has a plurality of aligned days in the height direction, the section of the mast base being constant over its entire height.
  • the days are made on the faces of the base mast, the intervals between the days of two contiguous faces defining angles having two planar wings.
  • the lengths of the wings of the angles associated with the day closest to the base of the mast diminish punctually to constitute an area of weakness intended to break the base mast during a shock by a high velocity object.
  • the mast is easy to manufacture and folds easily in case of impact.
  • the signal mast is detached from the ground and saves the vehicle and its occupants a sudden stop.
  • the section of the mast base is square, the lengths of the wings of the four angles thus produced at a given height being equal.
  • the mast can be made from a square section tube, in which days are practiced.
  • the length of the wings of the brackets decreases as a function of the height of the corresponding day.
  • At least a portion of the days has a trapezoidal shape.
  • the trapezoidal shapes of the days on two perpendicular faces and being at the same height are symmetrically mirror.
  • the number of days is comprised in the following set: 7, 8 and 9.
  • the invention relates to a signaling pole intended to carry a luminous or non-luminous display element, of the tubular type, comprising a perforated mast base of polygonal section forming a plurality of faces separated by ridges, and an upper part in the extension of the base mast supporting the display element.
  • the mast base has a plurality of aligned days in the height direction.
  • the section of the base mast is constant over its entire height, the days are made on the faces of the base mast, the intervals between the days of two contiguous faces defining angles having two planar wings.
  • the signal mast is easy to manufacture and easily bends in the event of collision with a vehicle, so as not to stop it and limit the injuries of its occupants.
  • Numerous signaling devices are arranged along roadsides and roads to signal directions or places to users either on foot or by means of a means of transport (bicycle, car, horse, ). These devices have a flat and elongated shape and are preferably rectangular. These devices are generally fixed in the upper part of a mast to be visible from afar.
  • the Fig. 1 represents an example of signaling mast 1 complying with the European safety standard EN 12899.
  • the mast mainly comprises two parts: a base mast 2 surmounted by a riser 3.
  • the base mast is preferably manufactured to from a polygonal section tube whose faces are structured to deform in the event of a side impact according to a programmed pattern while remaining attached to the ground with a plate 4.
  • the dimensions defining the section of the base mast are constant over its entire height.
  • the riser is also constituted by a tube whose section is generally circular to provide the greatest possible number of orientations to the sign 5 which is fixed on it.
  • the riser 3 is secured to the mast base by means of a part 6 called separation.
  • days 7 are made on each side of the mast base by removal of material which can be carried out preferably by a laser tube, but also by a cutting with pressurized water, or with a cookie cutter .
  • Many simulations were performed to calculate the behavior of the mast during a side impact, imitating a collision with a vehicle launched at a certain speed.
  • the simulations made it possible to determine the deformation of the mast base and the behavior of the vehicle during and after the collision, and in particular the distance traveled by the vehicle between the moment of the impact and the moment when the vehicle is definitely stopped.
  • this distance and according to standard NF EN 12767-1 it is possible to classify the mast in terms of safety of use.
  • the simulations made it possible to select several types of basic openwork mast, defining the section of the tube constituting the signal mast, the number the position and the shape of the days according to the height.
  • the example illustrated by the Fig.1 presents good results.
  • the mast base has a number of trapezoidal days on all sides, the trapeziums are arranged longitudinally in the middle of each face forming a line, each trapezium being rotated 180 ° relative to its neighbors.
  • the Fig. 2 presents an example of section of the base mast at the level of days practiced on the mast.
  • the section of the mast base is square.
  • the days 7 cut in two each of the four faces of the base mast constituting on both sides two plane wings appearing on the right and left of the days in the figure, each wing joining another wing of a contiguous face forming an angle.
  • the section being square, the angle between each wing forming an angle is equal to 90 °.
  • the Fig. 3 shows an example of cutting the mast base to a level that has no day according to the first embodiment of the mast. At this height, the cut has a square shape.
  • the Fig. 4 presents a second example of cutting the mast base at the level of days on the mast.
  • the section is hexagonal.
  • the section The base of the mast has six angles consisting of two planar wings joining at an angle of 120 °.
  • the Fig. 5 presents plans rated from a mast base forming part of a signaling mast according to a third exemplary embodiment.
  • the length of the wings of the angles decreases as a function of the height of the corresponding day.
  • the surface of the days practiced on each face of the base mast is increasing proportionally to the height of this day.
  • the structure of the mast base is more deformable as one goes up.
  • the base mast bends at ground level, the lower part remains relatively rigid and, under the vehicle can slow down effectively, the upper part remains secured and can be wound on the front face of the vehicle.
  • the tube constituting the base mast has external dimensions of 120 millimeters for a thickness of 4 millimeters.
  • the tubes between two oblique sides of two contiguous trapezes are 20 millimeters apart and the distance between two projecting ends of two contiguous trapezes is 290 millimeters.
  • the oblique sides of the trapeziums are inclined with respect to the base of 30 °.
  • the structure of the mast base is modeled in a plurality of angles formed by two wings each having the same width I in a horizontal direction and having a height h in a vertical direction.
  • the base thus pierced mast has a lattice structure having on each side x days (in Figure x varies from 1 to 7).
  • the total height of the base mast is denoted H.
  • H the total height of the base mast.
  • For a given day x (the day x_1 being the closest to the plate 4), its height is expressed by a function h (x) and the length of the wings of the angles located at the same height as this day is expressed by the function l (x).
  • L be the total width of a face of the mast
  • the width of a day is therefore equal to this total width L minus the length of the two wings situated at the same height as this day: [L - (2 xl (x) )].
  • the widths L are equal to 120, 140 and 180 millimeters.
  • the area of an angle section associated with today x is equal to 2 x [e x 1 (x)] where e is the thickness of the material constituting the tube of the mast. If there are four angles (square section tube) the total section of the mast base is 8 x [e x l (x)].
  • the value l (x) decreases as a function of height, the section of tube between the days decreases when one goes up the mast, thus decreasing its rigidity.
  • the different simulations show that in order to best meet the safety criteria, the ratio between l (x_max) / l (x_1) must be between 0.7 and 1. Each day is sized to withstand buckling, and the effort compression it undergoes, resulting from a horizontal force F exerted at the top of the mast.
  • the trapezoidal shapes of the days on two perpendicular faces and being at the same height present continuity symmetrically in mirror.
  • This feature is visible on the Fig. 8 , the days of the face appearing in the foreground, revealing the days of the face on the opposite side, we can thus see that the tube blades separating the days of the back face are oriented differently than the tubes of tube separating the days of the the front face. This characteristic allows a continuity of reinforcements.
  • the total section of the mast base 2 has a minimum width at the level of the day 7 closest to the plate 4. This effect is obtained by an enlargement of this day thus decreasing the width of each angle flange at this height. In this way, a zone of weakness 8 is created at the bottom of the mast base. This zone makes it possible to break the base mast at this point when the impact with a vehicle is too violent.
  • the simulations made it possible to determine that with a mast base with a square section of 140 millimeters on the side and having a thickness of 4 millimeters, the enlargement has a length of 55 millimeters.
  • the Fig. 7 represents an example of separation part 6 solidarizing the Mast base 2 with the riser 3.
  • the separating piece 6 consists of a plate forming a tilted U, the two branches of which form a sheath in the center in which the riser slides.
  • a stop located at the base of the sleeve ensures that when using a sliding assembly for the upper part, the sliding part does not penetrate the polygonal section portion which would affect the capacity.
  • the separation part 6 and / or the plate 4 are fixed by welding or screw. The use of screws makes it possible to calibrate the impact resistance of the lower part connection with the plate or the separating plate.
  • the strength of the connection between the two parts must be sufficient to avoid the separation of the two sections during the fall of the mast.
  • the separation part makes it possible to bind the two parts of the signal mast but reduces the effects of one part on the other which could modify the behavior of the lower part.
  • This plate locks the geometry of the top of the bottom part.
  • the Fig. 8 shows a signal mast in perspective showing the connection with the riser.
  • the section of the tube forming the base mast is square.
  • the plate 4 is also visible and in particular the ground fixing holes for the passage of the screws.
  • the Fig. 9 .a to 9.d present a simulation of the mast undergoing a collision with a vehicle for a speed of 50 Km / h. Just before the impact, the mast is perfectly straight as the Fig. 9 .at.
  • the mast object of the present invention begins to deform by marrying the shape of the front of the vehicle ( Fig. 9 .b ). The vehicle then starts to slow down with some deceleration. The shock continues as shown in Fig. 9 .c ..
  • the bottom of the base mast begins to lie down under the vehicle but remains attached to the plate 4.
  • the resistance to the advance of the vehicle produced by the mast is exerted over the entire length in contact with the vehicle and deceleration becomes important.
  • the different parts are made of steel preferably, or metal alloy protected against corrosion, or thermoplastic polymer.
  • the invention is not limited to the embodiments that have just been described.
  • the invention can be implemented by any device displaying any type of graphical or textual indications, placed at any place, inside or outside.

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Description

    1. Domaine de l'invention
  • Le domaine de l'invention est celui des mâts supportant des dispositifs de signalisation. Plus précisément, l'invention concerne le fait que le mât de signalisation est du type tubulaire et de section polygonale, les faces ainsi constituées sont séparées par des cornières formées de deux ailes planes.
    • 2. Art antérieur
  • Dans le domaine de la signalisation routière, les panneaux sont soit fixés sur des murs, soit fixés en partie haute d'un mât de signalisation. Il est conseillé au niveau des voies de circulations (route, rue, carrefour, ...) d'utiliser un mât de signalisation constitué d'une base mât en partie basse, et d'une rehausse prolongeant cette base mât et supportant le panneau de signalisation. Le panneau doit être positionné à une hauteur suffisante pour être visible de loin et donc généralement au dessus de 2 mètres.
  • De tels mâts possèdent une structure assez solide pour résister au vent. Cette solidité peut être dangereuse en cas de chocs avec un véhicule. Les normes de sécurité, par exemple la norme Européenne EN 12767, imposent que les mâts supportant des panneaux de circulation situés le long des routes doivent en cas de choc se déformer afin d'absorber une partie de l'énergie cinétique ou bien se détacher. Les mâts qui sont arrachés de leur socle lors d'un impact latéral n'absorbent pas ou peu d'énergie du véhicule, c'est pourquoi ils sont qualifiés de « NE » comme « No Energy ». Si par contre, le reste accroché au sol et est capable de ralentir et de stopper le véhicule, il est qualifié de HE comme « High Energy », car il absorbe l'énergie cinétique du véhicule. Ce dernier type de base mât est évidemment beaucoup plus sécuritaire que le premier car il évite les sur-accidents. En effet, un véhicule accidenté qui roule encore peut heurter un autre véhicule, ou un piéton. Si le mât de signalisation ralentit le véhicule mais ne parvient pas à le stopper, il est qualifié de « LE » comme « Low Energy ». La classification d'un mât en terme de sécurité d'utilisation s'effectue en utilisant un véhicule roulant à une vitesse normalisé telle que 50, 70, ou 100 kilomètres par heure (selon un choix du fabricant) et en lui faisant heurter un mât.
  • Le tableau ci-dessous permet de classifier les mâts en HE, LE et NE en fonction de leurs vitesses d'impact, et de leurs vitesses mesurées après impact :
    50 Km/h 70 Km/h 100 Km/h
    HE 0 Km/h 0 à 5 Km/h 0 à 50 Km/h
    LE 0 à 5 Km/h 5 à 30 Km/h 50 à 70 Km/h
    NE 5 à 50 Km/h 30 à 70 Km/h 70 à 100 Km/h
  • Stopper en quelques mètres un véhicule lancé à 50 Km/h fait subir une décélération importante mais pas dangereuse globalement pour les occupants. Il n'en serait pas de même si le véhicule est stoppé net par un obstacle alors qu'il roule à 100 Km/h ou plus. Pour ne pas faire subir aux occupants une décélération trop forte, il faut donc que le mât puisse stopper en quelques mètres le véhicule lancé à 50 km/h, en cela il est donc HE (ou 50HE). A 100 Km/h, le mât doit ralentir le véhicule sans décélération trop brutale, Il est possible d'obtenir ce résultat en augmentant la longueur du mât. Ce n'est généralement pas possible à cause des dimensions normalisées. Ces contraintes de sécurité et de dimension nécessitent de déterminer très finement la résistance au choc des mâts de signalisation et de faire des compromis.
  • La résistance des mâts dépend de nombreux paramètres, notamment la section, la matière et les dimensions. La majorité des mâts possède une section sensiblement circulaire car ce procédé de fabrication est le plus simple et permet d'orienter facilement le panneau grâce à des fixations par bride collier semi-circulaire. Ce type de base mât peut être fixée soit sur une platine métallique qui est alors boulonnée classiquement sur un massif béton d'ancrage, soit par un système existant de sabots. Le plus souvent, un mât cylindrique est fabriqué avec de la tôle enroulée en acier ou en aluminium filé. En agissant sur l'épaisseur de la tôle et le diamètre, on obtient certaines performances, et notamment un certain niveau de résistance au choc.
  • D'autres matières sont utilisables telles que le matériau composite. Dans ce cas, le procédé de fabrication consiste à enrouler des fibres longues sur un mandrin en les enrobant de résine, la variable d'ajustement pour obtenir une résistance donnée au choc réside dans la manière d'enrouler la fibre et l'épaisseur finale du matériau. La fixation au sol de ce type de mât est très différente de la fixation de ceux fabriqués en tôle, leur base est noyée dans un bloc de béton d'une hauteur d'un mètre environ. Ce procédé d'installation est relativement coûteux. De plus, si un tel mât est détérioré, à la suite d'un choc par exemple, son remplacement nécessite de gros travaux et un coût considérable. A cause de cela, ces mâts de signalisation sont peu utilisés et dans des endroits où les risques de détérioration sont faibles.
  • Un troisième type de mât consiste en ce que leurs sections sont polygonales. Dans ce cas, la structure géométrique de chaque face du mât peut servir de variable d'ajustement pour obtenir une résistance et une déformation au choc compatible aux normes de sécurité. Une autre variable permettant de contrôler la déformation consiste en ce que les faces du mât ne sont pas pleines mais présentent des jours. Le mât se présente alors comme un treillis déformable, la présence de ces jours procure aussi un bel effet visuel. La déformation en cas de choc est progressive et offre un bon niveau de sécurité. La base du polygone est fixée sur une platine qui vient prendre appui sur un bloc en béton. En cas de détérioration, le remplacement est assez rapide. Le procédé de fabrication de tel mât est globalement identique à celui de la tôle étirée, et donc assez couteux.
  • Le document US 3 628 297 publié le 21 Décembre 1971 , décrit un poteau supportant un panneau, des feux de circulation, ou des réflecteurs, destinés à être placé au bord de route. Ce poteau est télescopique et percé d'une multitude de trous d'égale dimension pour régler sa hauteur. Lors d'un choc, il peut se rompre facilement au niveau d'un de ces trous.
  • Le document AT 371193 B publié le 10 juin 1983 décrit un poteau fermé réalisé par des profilés métalliques laissant des ouvertures de formes polygonales sur chaque coté et d'égale dimensions. Les profilés s'étendent sur toute la hauteur et constituent chacun une face du poteau, ce qui procure un bel aspect et minimise la quantité de chutes et les coûts de constructions.
  • La présence de ces types de mât de signalisation montre qu'il est difficile d'offrir des modèles à la fois peu coûteux à produire et à remplacer en cas de détérioration, et facile à installer. Il est donc nécessaire de faire des compromis en privilégiant la sécurité et/ou l'un ou l'autres des critères, en prenant notamment en compte le lieu de l'installation et la probabilité de détérioration. Il existe donc un réel besoin d'un autre type de mât supportant au moins un panneau de signalisation qui réponde le mieux aux critères de sécurité et qui serait moins coûteux à produire.
    • Objectifs de l'invention
  • L'invention a notamment pour objectif un mât de signalisation comportant en partie basse une base mât qui se déforme en cas de collision avec un véhicule et absorbe une grande partie de l'énergie cinétique du véhicule.
  • En particulier, selon au moins un mode de réalisation, un objectif de l'invention est de fournir un mât qui est conforme aux normes en vigueur et peut arrêter un véhicule sans le stopper net.
  • Notamment, l'invention a pour objectif, selon au moins un mode de réalisation, de n'arrêter le véhicule que lorsque le choc intervient en dessous d'une vitesse déterminée.
    • 4. Présentation de l'invention
  • Pour ceci, l'invention propose un mât de signalisation destiné à porter un élément d'affichage lumineux ou non, du type tubulaire. Ledit mat comprend une base mât ajouré de section polygonale formant une pluralité de faces séparées par des arêtes, et une partie haute dans le prolongement de la base mât supportant l'élément d'affichage. La base mât comporte une pluralité de jours alignés dans le sens de la hauteur, la section de la base mât étant constante sur toute sa hauteur. Les jours sont réalisés sur les faces de la base mât, les intervalles entre les jours de deux faces contigües définissant des cornières comportant deux ailes planes. Les longueurs des ailes des cornières associées au jour le plus proche de la base du mât diminuent ponctuellement afin de constituer une zone de fragilité destinée à rompre la base mât lors d'un choc par un objet à haute vélocité.
  • Ainsi, selon cet aspect de l'invention, le mât est facile à fabriquer et se plie facilement en cas de choc. De plus, en cas de choc supérieur à une vitesse déterminée, le mât de signalisation se détache du sol et épargne au véhicule et à ses occupants un arrêt brutal.
  • Selon un premier mode de réalisation, la section de la base mât est carrée, les longueurs des ailes des quatre cornières ainsi réalisées à une hauteur donnée étant égales. De cette manière, le mât peut être fabriqué à partir d'un tube de section carrée, dans lequel des jours sont pratiqués.
  • Selon un autre mode de réalisation, la longueur des ailes des cornières diminue en fonction de la hauteur du jour correspondant.
  • Selon un autre mode de réalisation, une partie au moins des jours possède une forme en trapèze.
  • Selon un autre mode de réalisation, les formes en trapèze des jours sur deux faces perpendiculaires et se trouvant à la même hauteur, se présentent symétriquement en miroir.
  • Selon un autre mode de réalisation, le nombre de jours est compris dans l'ensemble suivant : 7, 8 et 9.
    • 5. Liste des figures
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donné à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels :
    • la figure 1 présente un mât de signalisation surmonté d'un panneau selon un premier exemple de réalisation,
    • la figure 2 présente un exemple de section de la base mât au niveau de jours pratiqués sur le mât,
    • la figure 3 présente un exemple de section de la base mât à un niveau qui ne possède pas de jour selon le premier exemple de réalisation de mât,
    • la figure 4 présente un exemple de section de la base mât au niveau de jours selon un second exemple de réalisation de mât,
    • la figure 5 présente des plans cotés d'une base mât faisant partie d'un mât de signalisation selon un troisième exemple de réalisation,
    • la figure 6 présente le détail de la base d'une base mât dans lequel le jour présente un élargissement pour créer une zone de fragilité,
    • la figure 7 représente un exemple de pièce de séparation solidarisant la base mât avec la rehausse,
    • la figure 8 montre un mât de signalisation en perspective montrant la connexion avec la rehausse,
    • les figures 9.a à 9.d représentent quatre images produites par simulation montrant la déformation d'un mât objet de l'invention lors d'une collision.
    6. Description de modes de réalisation particuliers 6.1 Principe général
  • L'invention concerne un mât de signalisation destiné à porter un élément d'affichage lumineux ou non, du type tubulaire, comprenant une base mât ajouré de section polygonale formant une pluralité de faces séparées par des arêtes, et une partie haute dans le prolongement de la base mât supportant l'élément d'affichage. La base mât comporte une pluralité de jours alignés dans le sens de la hauteur. La section de la base mât est constante sur toute sa hauteur, les jours sont réalisés sur les faces de la base mât, les intervalles entre les jours de deux faces contigües définissant des cornières comportant deux ailes planes. Ainsi, selon cet aspect de l'invention, le mât de signalisation est facile à fabriquer et se plie facilement en cas de collision avec un véhicule, afin de ne pas le stopper net et limiter les blessures de ses occupants.
    • 6.2 Description d'un mode de réalisation
  • De nombreux dispositifs de signalisation sont disposés au bord des routes et chemin pour signaler des directions ou des lieux à des utilisateurs soit à pied, soit se déplaçant à l'aide d'un moyen de transport (vélo, voiture, cheval, ...). Ces dispositifs ont une forme plane et allongée et sont de préférence rectangulaires. Ces dispositifs sont généralement fixés en partie haute d'un mât pour être visible de loin.
  • La Fig. 1 représente un exemple de mât de signalisation 1 respectant la norme Européenne de sécurité EN 12899. Selon l'exemple de réalisation, le mât comporte principalement deux parties : une base mât 2 surmontée d'une rehausse 3. La base mât est de préférence fabriquée à partir d'un tube de section polygonale dont les faces sont structurées pour se déformer en cas de choc latéral selon un schéma programmé tout en restant accroché au sol à l'aide d'une platine 4. Les dimensions définissant la section de la base mât sont constantes sur toute sa hauteur. La rehausse est aussi constituée d'un tube dont la section est globalement circulaire pour offrir le plus grand nombre possible d'orientations au panneau de signalisation 5 qui est fixé dessus. La rehausse 3 est solidarisée à la base mât au moyen d'une pièce 6 dite de séparation.
  • Selon l'exemple représenté à la Fig. 1 , des jours 7 sont pratiqués sur chaque face de la base mât par enlèvement de matière qui peut s'effectuer de préférence par un laser tube, mais aussi par une découpe à eau sous pression, ou à l'aide d'un emporte-pièce. De nombreuses simulations ont été effectuées pour calculer le comportement du mât lors d'un choc latéral, en imitant une collision avec un véhicule lancé à une certaine vitesse. Les simulations ont permis de déterminer la déformation de la base mât et le comportement du véhicule pendant et après la collision, et notamment la distance parcourue par le véhicule entre le moment de l'impact et le moment où le véhicule est définitivement arrêté. En fonction de cette distance et selon la norme NF EN 12767-1, il est possible de classifier le mât en terme de sécurité d'utilisation. Les simulations ont permis de sélectionner plusieurs types de base mât ajourée, en définissant la section du tube constituant le mât de signalisation, le nombre la position et la forme des jours en fonction de la hauteur. L'exemple illustré par la Fig.1 présente de bons résultats. La base mât comporte un certain nombre de jours en forme de trapèzes sur toutes ces faces, les trapèzes sont disposés longitudinalement au milieu de chaque face en formant une ligne, chaque trapèze subissant une rotation de 180° par rapport à ses voisins.
  • La Fig. 2 présente un exemple de section de la base mât au niveau de jours pratiqués sur le mât. Selon cet exemple, la section de la base mât est carrée. A une hauteur donnée et sur un plan horizontal, les jours 7 coupent en deux chacune des quatre faces de la base mât en constituant de part et d'autres deux ailes planes apparaissant à droite et à gauche des jours sur la figure, chaque aile rejoignant une autre aile d'une face contigüe en formant une cornière. La section étant carrée, l'angle entre chaque aile formant une cornière est égal à 90°.
  • La Fig. 3 présente un exemple de coupe de la base mât à un niveau qui ne possède pas de jour selon le premier exemple de réalisation de mât. A cette hauteur, la coupe présente une forme carrée.
  • La Fig. 4 présente un second exemple de coupe de la base mât au niveau de jours pratiqués sur le mât. Selon cet autre exemple de réalisation de mât, la section est hexagonale. A une hauteur donnée et selon une coupe horizontale, la section de la base mât présente six cornières constituées de deux ailes planes se rejoignant selon un angle de 120°.
  • La Fig. 5 présente des plans cotés d'une base mât faisant partie d'un mât de signalisation selon un troisième exemple de réalisation. Selon ce troisième exemple de réalisation, la longueur des ailes des cornières diminue en fonction de la hauteur du jour correspondant. En d'autres termes, la surface des jours pratiqués sur chaque face de la base mât est croissante proportionnellement à la hauteur de ce jour. De cette manière, la structure de la base mât est d'avantage déformable à mesure que l'on monte. Ainsi, lors d'un choc, la base mât se plie au niveau du sol, sa partie basse reste relativement rigide et, en passant sous le véhicule peut le ralentir efficacement, la partie supérieure reste solidaire et peut s'enrouler sur la face avant du véhicule.
  • Dans l'exemple illustré par la Fig. 6 , le tube constituant la base mât possède des dimensions extérieures de 120 millimètres pour une épaisseur de 4 millimètres. La hauteur totale de la base mât est de H = 2380 millimètres, le jour le plus proche de la platine 4 commence à 50 millimètres de l'extrémité du mât. Les lames de tube entre deux cotés obliques de deux trapèzes contigües sont distantes de 20 millimètres et la distance entre deux extrémités saillantes de deux trapèzes contiguës est de 290 millimètres. Les flancs obliques des trapèzes sont inclinés par rapport à la base de 30°. Ces dimensions ne sont données qu'à titre d'exemples et peuvent varier en fonction par exemple de la nature du matériau constituant le tube. Ce troisième mode de réalisation a fourni de très bons résultats en termes de sécurité et a permis de classer le mât de signalisation dans la classification HE3 qui est le meilleur niveau prévu dans la norme NF EN 12767.
  • De façon générale, la structure de la base mât se modélise en une pluralité de cornières formées par deux ailes ayant chacune la même largeur I selon une direction horizontale et ayant une hauteur h selon une direction verticale. La base mât ainsi ajourée présente une structure en treillis comportant sur chaque face x jours (sur la figure x varie de 1 à 7). La hauteur totale de la base mât est notée H. Pour un jour x donné (le jour x_1 étant le plus proche de la platine 4), sa hauteur s'exprime par une fonction h(x) et la longueur des ailes des cornières situées à la même hauteur que ce jour s'exprime par la fonction l(x). Soit L la largeur totale d'une face du mât, la largeur d'un jour est donc égale à cette largeur totale L moins la longueur des deux ailes situées à la même hauteur que ce jour : [L - (2 x l(x))]. Pour les trois prototypes réalisés, les largeurs L sont égales à 120, 140 et 180 millimètres.
  • La superficie d'une section de cornière associée à ce jour x, est égale à 2 x [e x l(x)] où e est l'épaisseur du matériau constituant le tube du mât. S'il existe quatre cornières (tube de section carrée) la section totale de la base mât est 8 x [e x l(x)]. La valeur l(x) diminue en fonction de la hauteur, la section de tube entre les jours diminue lorsque l'on monte le long du mât, diminuant ainsi sa rigidité. Les différentes simulation montrent que pour répondre au mieux aux critères de sécurité, le rapport entre l(x_max) / l(x_1) doit être compris entre 0,7 et 1. Chaque jour est dimensionné pour résister en flambement, et à l'effort de compression qu'il subit, résultant d'une force F horizontale exercée au sommet du mât.
  • Pour qu'il n'y ait pas de flambement, il faut que, pour chaque jour, l'équation suivante soit vérifiée : F H − x / 4 a < pi 2 EI / h 2 x
    Figure imgb0001
  • Où F est déterminé en prenant le moment de flexion admissible du mât, divisé par sa hauteur totale H . Cette équation a permis de déterminer que le nombre de jours optimum pour une base mât de H = 2380 millimètres est de 7 à 9 jours.
  • Selon un perfectionnement, les formes en trapèze des jours sur deux faces perpendiculaires et se trouvant à la même hauteur, se présentent continuité symétriquement en miroir. Cette caractéristique est visible sur la Fig. 8 , les jours de la face apparaissant en premier plan, laissant voir les jours de la face du coté opposé, on peut ainsi voir que les lames de tube séparant les jours de la face arrière sont orientées différemment que les lames de tube séparant les jours de la face avant. Cette caractéristique permet une continuité des renforts.
  • Selon l'invention illustré par la Fig. 6 , la section totale de la base mât 2 présente une largeur minimale au niveau du jour 7 le plus proche de la platine 4. Cet effet est obtenu par un élargissement de ce jour diminuant ainsi la largeur de chaque aile de cornière à cette hauteur. De cette manière, une zone de fragilité 8 est créée en bas de la base mât. Cette zone permet de rompre la base mât à cet endroit lorsque le choc avec un véhicule est trop violent. Les simulations ont permis de déterminer qu'avec une base mât de section carrée de 140 millimètres de coté et ayant une épaisseur de 4 millimètres, l'élargissement a une longueur de 55 millimètres.
  • La Fig. 7 représente un exemple de pièce de séparation 6 solidarisant la base mât 2 avec la rehausse 3. La pièce de séparation 6 est constituée de plaque formant un U basculé dont les deux branches forme un fourreau au centre dans lequel se glisse la rehausse. Une butée située à la base du fourreau garantit le fait que lorsque l'on fait usage d'un montage coulissant pour la partie supérieure, la partie coulissante ne pénètre pas dans la partie à section polygonale ce qui affecterait les capacités. Selon la construction du mât de signalisation, la pièce de séparation 6 et/ou la platine 4 sont fixées par soudure ou vis. L'utilisation de vis permet de calibrer la résistance au choc de la liaison partie basse avec la platine ou la plaque de séparation. La résistance de la liaison entre les deux parties doit être suffisante pour éviter la séparation des deux tronçons lors de la chute du mât. La pièce de séparation permet de lier les deux parties du mât de signalisation mais réduit les effets d'une partie sur l'autre qui pourraient modifier le comportement de la partie basse. Cette plaque verrouille la géométrie du haut de la partie basse.
  • La Fig. 8 montre un mât de signalisation en perspective montrant la connexion avec la rehausse. Selon cet exemple de réalisation, la section du tube formant la base mât est carrée. La platine 4 est également visible et notamment les trous de fixation au sol pour le passage des vis.
  • Les Fig. 9 .a à 9.d présentent une simulation du mât subissant une collision avec un véhicule pour une vitesse de 50 Km/h. Juste avant le choc, le mât est parfaitement droit comme l'illustre la Fig. 9 .a. Lors du choc, le mât objet de la présente invention commence à se déformer en épousant la forme de l'avant du véhicule ( Fig. 9 .b). Le véhicule commence alors à ralentir avec une certaine décélération. Le choc se poursuit comme le montre la Fig. 9 .c.. Le bas de la base mât commence à se coucher sous le véhicule mais reste accrochée à la platine 4. La résistance à l'avancement du véhicule produite par le mât s'exerce sur toute la longueur en contact avec le véhicule et la décélération devient importante. A la fin de la collision, illustrée par la Fig. 9 .d, le véhicule est quasi stoppé. Toute la longueur de la base mât s'est logée sous la voiture, le véhicule a donc parcouru 2 mètres de distance depuis l'impact. La déformation de la base mât a permis une décélération progressive et non excessive. Les panneaux de signalisation sont couchés sur le capot du véhicule contribuant ainsi à l'immobiliser.
  • Des essais ont montré que d'autres formes de jours sont possibles, notamment en parallélogramme, les deux bases de plus grandes longueurs étant parallèles à la direction du mât.
  • Les différentes pièces sont fabriquées en acier de préférence, ou en alliage métallique protégé contre la corrosion, ou en polymère thermoplastique.
  • L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. En particulier, l'invention peut être mise en oeuvre par tout dispositif affichant tout type d'indications graphiques ou textuelles, placées à n'importe quel endroit, à l'intérieur ou à l'extérieur.

Claims (6)

  1. Mât de signalisation (1) destiné à porter un élément d'affichage (5) lumineux ou non, du type tubulaire, comprenant une base mât (2) ajouré de section polygonale formant une pluralité de faces séparées par des arêtes, et une partie haute (3) dans le prolongement de la base mât (2) destiné à supporter l'élément d'affichage, la dite base mât comportant une pluralité de jours (7) alignés dans le sens de la hauteur, la section de la base mât étant constante sur toute sa hauteur, les jours (7) étant réalisées sur les faces de la base mât, les intervalles entre les jours de deux faces contigües définissant des cornières comportant deux ailes planes,
    caractérisé en ce que les longueurs des ailes des cornières associées au jour (7) le plus proche de la base du mât diminuent ponctuellement afin de constituer une zone de fragilité (8) destinée à rompre la base mât lors d'un choc par un objet à haute vélocité.
  2. Mât de signalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de la base mât (2) est carrée, les longueurs des ailes des quatre cornières ainsi réalisées à une hauteur donnée étant égales.
  3. Mât de signalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur des ailes des cornières diminue en fonction de la hauteur du jour correspondant.
  4. Mât de signalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie au moins des jours possèdent une forme en trapèze.
  5. Mât de signalisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les formes en trapèze des jours sur deux faces perpendiculaires et se trouvant à la même hauteur, se présentent symétriquement en miroir.
  6. Mât de signalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de jours alignés dans le sens de la hauteur du mât est compris dans l'ensemble suivant: 7, 8 et 9.
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