EP4172416A1 - Structure for absorbing impact energy - Google Patents

Structure for absorbing impact energy

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Publication number
EP4172416A1
EP4172416A1 EP21751602.0A EP21751602A EP4172416A1 EP 4172416 A1 EP4172416 A1 EP 4172416A1 EP 21751602 A EP21751602 A EP 21751602A EP 4172416 A1 EP4172416 A1 EP 4172416A1
Authority
EP
European Patent Office
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reinforcements
face
backfill
structure according
impact
Prior art date
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Pending
Application number
EP21751602.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Yassine BENNANI BRAOULI
Nicolas Freitag
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.)
Soletanche Freyssinet SA
Original Assignee
Soletanche Freyssinet SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Soletanche Freyssinet SA filed Critical Soletanche Freyssinet SA
Publication of EP4172416A1 publication Critical patent/EP4172416A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F7/00Devices affording protection against snow, sand drifts, side-wind effects, snowslides, avalanches or falling rocks; Anti-dazzle arrangements ; Sight-screens for roads, e.g. to mask accident site
    • E01F7/04Devices affording protection against snowslides, avalanches or falling rocks, e.g. avalanche preventing structures, galleries
    • E01F7/045Devices specially adapted for protecting against falling rocks, e.g. galleries, nets, rock traps
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02Retaining or protecting walls
    • E02D29/0225Retaining or protecting walls comprising retention means in the backfill
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F15/00Safety arrangements for slowing, redirecting or stopping errant vehicles, e.g. guard posts or bollards; Arrangements for reducing damage to roadside structures due to vehicular impact
    • E01F15/14Safety arrangements for slowing, redirecting or stopping errant vehicles, e.g. guard posts or bollards; Arrangements for reducing damage to roadside structures due to vehicular impact specially adapted for local protection, e.g. for bridge piers, for traffic islands
    • E01F15/145Means for vehicle stopping using impact energy absorbers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02Retaining or protecting walls

Definitions

  • the invention provides a reinforced impact absorption structure for distributing the energy of the impact laterally so as to allow the thickness of the structure to be reduced. If the use of reinforcements is known, they are typically arranged in the depth of an embankment, parallel to the direction in which it is expected to be loaded.
  • reinforcements are arranged so that their main directions of resistance are substantially parallel to each other and to the face (s) of the structure.
  • the main directions of resistance of the first reinforcements can be parallel to the first face of the backfill, and the same for the second face, where appropriate. It is nevertheless possible, in certain cases, for their orientation to deviate a little from the plane of the first face, or from the plane tangent to the latter if the first face is not plane.
  • the angle formed between these main directions and the first face must nevertheless remain an acute angle so that their projection on the first face is longer than their projection in the direction perpendicular to the first face, which gives good dissipation efficiency of energy in the event of impact in the perpendicular direction.
  • reinforcements extending from one another can therefore for example form a polygon matching the shape of the face.
  • a curved face will preferably have a large radius of curvature.

Landscapes

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Abstract

The structure for absorbing impact energy comprises a core (15) having a first surface (10) exposed to impacts, and reinforcements which are distributed inside the core (15) and have frictional interfaces with the core material. The reinforcements comprise first reinforcements (16) that are positioned in a first reinforced region (12) adjacent to the first surface (10) and have main directions of resistance forming an angle of less than 45° with the first surface.

Description

Description Description
Titre : Structure d’absorption d’une énergie d’impactTitle: Absorption structure of impact energy
Domaine technique Technical area
[0001] L’invention relève du domaine des structures de protection contre des impacts accidentels d’objets massifs, correspondant par exemple à des chutes de rochers en montagne, ou encore au déraillement d‘un train. [0001] The invention falls within the field of protective structures against the accidental impacts of massive objects, corresponding for example to falling rocks in the mountains, or even to the derailment of a train.
Technique antérieure Prior art
[0002] Afin de protéger les routes ou les édifices d’impacts accidentels, deux types de solutions sont utilisées traditionnellement. [0002] In order to protect roads or buildings from accidental impacts, two types of solutions are traditionally used.
[0003] On connaît tout d’abord les filets de protection qui sont disposés de façon à intercepter les objets impactants. Ces filets, généralement métalliques, peuvent arrêter des impacts allant jusqu’à 8 mégajoules (MJ) en se déformant, et présentent l’avantage d’être peu encombrants. Ils posent toutefois de nombreux problèmes. Ces structures ne peuvent être sollicitées plusieurs fois et elles nécessitent une maintenance importante. Après avoir stoppé un projectile, les points d’ancrage sont abimés et il est nécessaire de procéder à des réparations. L’entretien de ces structures est coûteux et fréquent. La maintenance est également nécessaire en raison de la corrosion des filets généralement disposés à l’air libre. Cette contrainte est d’autant plus importante que ces structures sont généralement situées dans des endroits difficiles d’accès. D’autre part, ces structures peu esthétiques tendent à dégrader les paysages. Dans de nombreux territoires, la mise en place de filets de protection ne suffit pas à rendre constructible un terrain exposé à la chute d’objets, la tendance étant à la sauvegarde des paysages. Ces exigences sont importantes en secteur montagneux où la pression foncière est grandissante. [0003] We first know the protective nets which are arranged so as to intercept impacting objects. These nets, usually metallic, can stop impacts of up to 8 megajoules (MJ) when deforming, and have the advantage of being compact. However, they pose many problems. These structures cannot be stressed several times and they require significant maintenance. After stopping a projectile, the anchor points are damaged and repairs are necessary. Maintaining these structures is expensive and frequent. Maintenance is also necessary due to the corrosion of threads generally laid out in the open air. This constraint is all the more important since these structures are generally located in places that are difficult to access. On the other hand, these unsightly structures tend to degrade the landscapes. In many areas, the establishment of protective nets is not enough to make land exposed to falling objects constructible, the tendency being to save landscapes. These requirements are important in mountainous areas where land pressure is growing.
[0004] Enfin, ces filets présentent une efficacité hétérogène et ne peuvent pas absorber des impacts sur toute leur étendue. Par exemple, un impact sur un poteau d’ancrage n’est pas absorbé correctement. [0005] Dans FR 3083551 A1 , un tel filet de protection est associé à une structure de type merlon constituées de remblais importants permettant de bloquer complètement les impacts. Ces structures permettent d’absorber des énergies plus importantes, jusqu’à 30 mégajoules, et nécessitent un entretien faible. Elles occupent cependant une grande emprise au sol, et ne sont pas toujours utilisables en pratique. Finally, these nets have heterogeneous efficiency and cannot absorb impacts over their entire extent. For example, an impact on an anchor post is not absorbed properly. [0005] In FR 3083551 A1, such a protective net is associated with a structure of the merlon type made up of large embankments making it possible to completely block the impacts. These structures can absorb higher energies, up to 30 megajoules, and require low maintenance. However, they occupy a large footprint, and are not always usable in practice.
[0006] Les documents WO 2019/091508 A1 et WO 2017/077313 A1 décrivent des gabions, c’est-à-dire des cages métalliques remplies de pierres ou de sacs de sable, sans nécessairement rechercher une protection contre des impacts puissants. Si néanmoins un tel impact se produit, les éléments métalliques de la cage sont sollicités en traction. Il faut compter sur la faible déformabilité du contenu pierreux pour que les dégâts occasionnés ne soient pas trop importants, mais l’absorption de l’énergie d’impact par la structure reste assez limitée. [0006] Documents WO 2019/091508 A1 and WO 2017/077313 A1 describe gabions, that is to say metal cages filled with stones or sandbags, without necessarily seeking protection against powerful impacts. If, however, such an impact occurs, the metal elements of the cage are stressed in tension. The low deformability of the stone content must be taken into account so that the damage caused is not too great, but the absorption of impact energy by the structure remains quite limited.
[0007] EP 1 520933 A1 décrit une technique où des éléments de parement tels que des gabions sont disposés en face avant d’un ouvrage en sol renforcé et associés à un matériau déformable, tel que des pneus recyclés. Ainsi, en cas d’impacts de pierres, des éléments individuels endommagés du parement pourront être remplacés. [0007] EP 1 520933 A1 describes a technique where facing elements such as gabions are arranged on the front face of a reinforced soil structure and associated with a deformable material, such as recycled tires. Thus, in the event of stone impacts, damaged individual elements of the facing can be replaced.
Problème technique Technical problem
[0008] Il existe donc un besoin pour une structure d’absorption d’impact durable pouvant présenter un faible encombrement et une bonne intégration paysagère. [0008] There is therefore a need for a durable impact absorption structure that can have a small footprint and good integration into the landscape.
Résumé de l’invention Summary of the invention
[0009] L’invention propose une structure d’absorption d’impact renforcée permettant de répartir l’énergie de l’impact latéralement de façon à permettre la diminution de l’épaisseur de la structure. Si l’utilisation de renforcements est connue, on les dispose classiquement dans la profondeur d’un remblai, parallèlement à la direction dans laquelle on s’attend à ce qu’il soit sollicité. [0009] The invention provides a reinforced impact absorption structure for distributing the energy of the impact laterally so as to allow the thickness of the structure to be reduced. If the use of reinforcements is known, they are typically arranged in the depth of an embankment, parallel to the direction in which it is expected to be loaded.
Exposé de l’invention [0010] L’invention a pour objet une d'une énergie d’impact comprenant un remblai ayant une première face exposée à des impacts et des renforcements distribués à l’intérieur du remblai et présentant des interfaces frictionnelles avec le matériau du remblai. Les renforcements comprennent des premiers renforcements placés dans une première région renforcée adjacente à la première face et présentant des directions principales de résistance formant un angle inférieur à 45° avec la première face. Disclosure of the invention The invention relates to an impact energy comprising a backfill having a first face exposed to impacts and reinforcements distributed inside the backfill and having frictional interfaces with the material of the backfill. The reinforcements comprise first reinforcements placed in a first reinforced region adjacent to the first face and having principal directions of resistance forming an angle of less than 45 ° with the first face.
[0011] La structure peut être de type merlon et disposée orthogonalement à une trajectoire selon laquelle on anticipe les impacts de façon à ce que l’impact contre lequel la protection est recherchée intervienne dans une direction ayant une forte composante normale à la première face. Il peut également s’agir d’un mur de soutènement disposé de façon à éviter l’affaissement d’un terrain étagé en réponse à un impact important. [0011] The structure may be of the merlon type and arranged orthogonally to a trajectory along which the impacts are anticipated so that the impact against which the protection is sought occurs in a direction having a strong component normal to the first face. It can also be a retaining wall arranged to prevent subsidence of stepped terrain in response to a large impact.
[0012] Le remblai est de préférence constitué de terre mais peut également comporter tout type de matériau de nature à absorber une énergie mécanique en interagissant avec les renforcements. De préférence, le remblai présente une certaine granularité qui lui permet d’avoir un comportement mécanique propice. The backfill is preferably made of earth but can also include any type of material capable of absorbing mechanical energy by interacting with the reinforcements. Preferably, the backfill has a certain granularity which allows it to have favorable mechanical behavior.
[0013] Dans une réalisation, convenant par exemple dans des sites où des impacts puissants sont susceptibles de se produire suivant des directions opposées, le remblai a une deuxième face opposée à la première face. Les renforcements peuvent alors comprendre des deuxièmes renforcements placés dans une deuxième région renforcée adjacente à la deuxième face et présentant des directions principales de résistance formant un angle inférieur à 45° avec la deuxième face. In one embodiment, suitable for example in sites where strong impacts are likely to occur in opposite directions, the backfill has a second face opposite to the first face. The reinforcements can then comprise second reinforcements placed in a second reinforced region adjacent to the second face and having main directions of resistance forming an angle of less than 45 ° with the second face.
[0014] La configuration de la structure d'absorption permet que le frottement mobilisé au niveau des premiers (ou deuxièmes, le cas échéant) renforcements ait une contribution importante à la dissipation de l’énergie d’un impact puissant survenant sur la première (ou deuxième) face. Ce frottement résulte de la déformation de la première (ou deuxième) face due à l’impact. La localisation des premiers (ou deuxièmes) renforcements au sein de la première (ou deuxième) région renforcée, qui est adjacente à la première (ou deuxième) face, et leur orientation par rapport à cette face permet une dissipation efficace sans requérir une grande profondeur de pénétration à l’intérieur de la structure. On peut ainsi obtenir une structure d’absorption dont l’encombrement n’est pas trop grand perpendiculairement aux faces susceptibles d’être heurtées par des objets d’énergie cinétique élevée. L’emprise au sol est par exemple inférieure ou égale à 10 m, de préférence inférieure ou égale à 5 m, encore de préférence inférieure ou égale à 3 m. The configuration of the absorption structure allows the friction mobilized at the level of the first (or second, if applicable) reinforcements to have an important contribution to the dissipation of the energy of a powerful impact occurring on the first ( or second) side. This friction results from the deformation of the first (or second) face due to the impact. The location of the first (or second) reinforcements in the breast of the first (or second) reinforced region, which is adjacent to the first (or second) face, and their orientation with respect to this face allows efficient dissipation without requiring a great depth of penetration inside the structure. It is thus possible to obtain an absorption structure the size of which is not too large perpendicular to the faces liable to be struck by objects of high kinetic energy. The footprint is for example less than or equal to 10 m, preferably less than or equal to 5 m, more preferably less than or equal to 3 m.
[0015] Les renforcements utilisés sont de préférence des renforcements de type unidimensionnel, c’est-à-dire que la résistance mécanique qu’ils présentent s’exerce pour l’essentiel selon une unique direction de résistance, la résistance mécanique qu’ils présentent suivant les autres directions étant négligeable devant celle-ci. Il s’agit par exemple de bandes, et non de nappes ou de grilles étendues. La direction principale de résistance du renforcement correspond à la direction selon laquelle le renforcement tend à propager une contrainte mécanique lorsqu’il est sollicité. Il s’agit généralement de la direction de la plus grande dimension du renforcement. The reinforcements used are preferably reinforcements of the one-dimensional type, that is to say that the mechanical resistance which they present is exerted essentially according to a single direction of resistance, the mechanical resistance which they present. present in the other directions being negligible in front of this one. These are, for example, bands, and not extended tablecloths or grids. The main direction of strength of the reinforcement is the direction in which the reinforcement tends to propagate mechanical stress when stressed. This is usually the direction of the greatest dimension of the reinforcement.
[0016] Ces renforcements sont disposés de façon à ce que leurs directions principales de résistance soient sensiblement parallèles entre elles et à la ou les face(s) de la structure. Les directions principales de résistance des premiers renforcements peuvent être parallèles à la première face du remblai, et de même pour la deuxième face, le cas échéant. Il est néanmoins possible, dans certains cas, que leur orientation s’écarte un peu du plan de la première face, ou du plan tangent à celle-ci si la première face n’est pas plane. L’angle formé entre ces directions principales et la première face devra néanmoins rester un angle aigu pour que leur projection sur la première face soit plus longue que leur projection selon la direction perpendiculaire à la première face, ce qui donne une bonne efficacité de dissipation d’énergie en cas d’impact suivant la direction perpendiculaire. [0017] Dans le cas d’une face non plane, des renforcements dans le prolongement les uns des autres pourront donc par exemple former un polygone épousant la forme de la face. Une face courbe présentera de préférence un rayon de courbure important. These reinforcements are arranged so that their main directions of resistance are substantially parallel to each other and to the face (s) of the structure. The main directions of resistance of the first reinforcements can be parallel to the first face of the backfill, and the same for the second face, where appropriate. It is nevertheless possible, in certain cases, for their orientation to deviate a little from the plane of the first face, or from the plane tangent to the latter if the first face is not plane. The angle formed between these main directions and the first face must nevertheless remain an acute angle so that their projection on the first face is longer than their projection in the direction perpendicular to the first face, which gives good dissipation efficiency of energy in the event of impact in the perpendicular direction. [0017] In the case of a non-planar face, reinforcements extending from one another can therefore for example form a polygon matching the shape of the face. A curved face will preferably have a large radius of curvature.
[0018] La disposition des renforcements perpendiculairement à la normale de la face avant, et donc à la direction de l’impact dont il s’agit d’absorber l’énergie, permet de répartir l’énergie mécanique de l’impact latéralement afin de réduire l’épaisseur de la structure sollicitée. The arrangement of the reinforcements perpendicular to the normal of the front face, and therefore to the direction of the impact in which the energy is to be absorbed, makes it possible to distribute the mechanical energy of the impact laterally in order to reduce the thickness of the requested structure.
[0019] Afin de ne pas fragiliser le remblai en créant des plans de glissement préférentiels, il est intéressant d’éviter autant que possible de disposer des premiers renforcements au cœur de celui-ci. C’est la raison pour laquelle on dispose les renforcements majoritairement à proximité de la ou des faces de la structure susceptibles de recevoir des impacts. Cela n’exclut pas la présence de renforcements au cœur du remblai mais ceux-ci seront minoritaires. La répartition des renforcements est hétérogène dans l’épaisseur de la structure. La densité de renforcements est moins importante dans des régions éloignées des faces affleurant que dans la première région renforcée (ou la deuxième région renforcée) du remblai. Il s’agit de moyennes et on pourra éventuellement trouver très localement des exceptions dues par exemple à des irrégularités de construction ou à une déformation de la structure qui causera le rapprochement de plusieurs renforcements et donc une augmentation locale de la densité de ces renforcements : la densité de renforcements n’est pas nécessairement continûment décroissante. De préférence, les renforcements sont espacés régulièrement mais uniquement dans les régions renforcées proches d’au moins une face de la structure. Il peut exister des régions moins proches des faces de la structure dans lesquelles les renforcements sont plus espacés voire absents. Ces régions peuvent toutefois comporter d’autres types de renforcements, par exemple des renforcements orientés selon l’épaisseur de la structure. [0020] Les caractéristiques qui suivent peuvent, optionnellement, être mises en oeuvre. Elles peuvent être mises en oeuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : les premiers et/ou deuxièmes renforcements sont disposés horizontalement ; la première face du remblai est recouverte d’un parement. Ce parement peut-être de tout type et peut permettre à la fois d’améliorer les propriétés mécaniques de la structure et son intégration paysagère, par exemple lorsqu’il s’agit d’un parement végétalisé ou minéral ; des renforcements secondaires sont disposés transversalement à la première face. Ces renforcements secondaires peuvent présenter toute orientation et peuvent par exemple permettre de renforcer la structure vis-à-vis d’efforts qu’elle supporte dans un régime statique, en l’absence d’impact. On peut ainsi imaginer des renforcements en zigzag venant connecter la face avant et la face arrière ou des renforcements orientés perpendiculairement à la face avant et venant connecter les premiers et/ou deuxièmes renforcements ; les premiers renforcements comprennent des renforcements métalliques, ou en matière polymère ou encore des renforcements de type géogrille ou géotextile. certains au moins des premiers renforcements sont agencés en segments successifs le long de leur direction principale de résistance, avec des zones de recouvrement mutuel entre les segments, du matériau de remblai pouvant alors se trouver entre les segments successifs d’un premier renforcement, dans les zones de recouvrement. In order not to weaken the backfill by creating preferential sliding planes, it is advantageous to avoid as much as possible having the first reinforcements at the heart of it. This is the reason why the reinforcements are mainly placed near the face (s) of the structure liable to receive impacts. This does not exclude the presence of reinforcements in the heart of the embankment, but these will be in the minority. The distribution of reinforcements is heterogeneous in the thickness of the structure. The density of reinforcements is lower in regions far from the flush faces than in the first reinforced region (or the second reinforced region) of the backfill. These are averages and we could possibly find very locally exceptions due for example to construction irregularities or to a deformation of the structure which will cause the bringing together of several reinforcements and therefore a local increase in the density of these reinforcements: reinforcement density is not necessarily continuously decreasing. Preferably, the reinforcements are regularly spaced but only in the reinforced regions close to at least one face of the structure. There may be regions less close to the faces of the structure in which the reinforcements are more spaced or even absent. These regions may however include other types of reinforcements, for example reinforcements oriented according to the thickness of the structure. [0020] The characteristics which follow can, optionally, be implemented. They can be implemented independently of one another or in combination with one another: the first and / or second reinforcements are arranged horizontally; the first face of the backfill is covered with a facing. This facing can be of any type and can make it possible both to improve the mechanical properties of the structure and its integration into the landscape, for example in the case of a vegetated or mineral facing; secondary reinforcements are arranged transversely to the first face. These secondary reinforcements can have any orientation and can, for example, make it possible to reinforce the structure with respect to the forces which it supports in a static regime, in the absence of impact. It is thus possible to imagine zigzag reinforcements connecting the front face and the rear face or reinforcements oriented perpendicularly to the front face and coming to connect the first and / or second reinforcements; the first reinforcements include metal reinforcements, or polymer reinforcements or even reinforcements of the geogrid or geotextile type. at least some of the first reinforcements are arranged in successive segments along their main direction of resistance, with areas of mutual overlap between the segments, with backfill material then being able to lie between successive segments of a first reinforcement, in the overlap areas.
[0021] Typiquement, la structure est susceptible d’absorber un impact présentant une énergie supérieure à 2MJ, de préférence supérieure à 5 MJ. Ces énergies correspondent à des contraintes que peuvent classiquement subir des merlons de protection disposés en montagne par exemple. [0022] La dissipation de l’énergie par frottement est privilégiée afin de conserver les performances de la structure. L’agencement des renforcements est donc de préférence conçu pour limiter autant que possible la rupture des renforcements : la pluralité de renforcements comprend des renforcements agencés de façon à avoir un comportement ductile et non fragile lorsque la face avant est sollicitée par un impact selon une direction normale. Typically, the structure is capable of absorbing an impact having an energy greater than 2MJ, preferably greater than 5 MJ. These energies correspond to the constraints that can conventionally be subjected to protection walls located in mountains, for example. The dissipation of energy by friction is favored in order to maintain the performance of the structure. The arrangement of the reinforcements is therefore preferably designed to limit as much as possible the rupture of the reinforcements: the plurality of reinforcements comprises reinforcements arranged so as to have a ductile and non-brittle behavior when the front face is stressed by an impact in one direction. normal.
[0023] Un exemple de tel agencement consiste à limiter les connexions directes entre les renforcements. Deux renforcements agencés en segments successifs le long de leur direction principale de résistance sont par exemple disposés avec une zone de recouvrement mutuel entre eux, et en laissant une couche du matériau du remblai entre les renforcements, ce qui permet d’introduire du frottement et d’adoucir la transmission de contrainte latérale afin d’éviter la rupture des renforcements. Cette zone de recouvrement mutuel est fonction de la raideur des renforcements, de la surface de frottement, de la résistance du renforcement à la rupture. An example of such an arrangement consists in limiting the direct connections between the reinforcements. Two reinforcements arranged in successive segments along their main direction of resistance are for example arranged with a zone of mutual overlap between them, and leaving a layer of the backfill material between the reinforcements, which makes it possible to introduce friction and '' soften the transmission of lateral stress in order to avoid the breakage of the reinforcements. This zone of mutual overlap depends on the stiffness of the reinforcements, the friction surface, and the resistance of the reinforcement at break.
[0024] La plus grande dimension des renforcements peut également être critique et il est important de ne pas utiliser des renforcements de trop grande dimension afin de prévenir leur rupture, toujours dans une optique de résilience permettant à la structure de subir plusieurs impacts sans nécessiter de réparation. The largest dimension of the reinforcements can also be critical and it is important not to use too large reinforcements in order to prevent their rupture, always with a view to resilience allowing the structure to undergo several impacts without requiring repair.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
[0025] D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : [0025] Other features, details and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description below, and on analyzing the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 Fig. 1
[0026] [Fig. 1] est une vue latérale en coupe d’une structure selon un mode de réalisation de l’invention ; [0026] [Fig. 1] is a sectional side view of a structure according to one embodiment of the invention;
Fig. 2 [0027] [Fig. 2] est une vue latérale en coupe d’une structure selon un autre mode de réalisation de l’invention ; Fig. 2 [0027] [Fig. 2] is a sectional side view of a structure according to another embodiment of the invention;
Fig. 3 Fig. 3
[0028] [Fig. 3] est une vue latérale en coupe d’une structure selon un autre mode de réalisation de l’invention ; [0028] [Fig. 3] is a sectional side view of a structure according to another embodiment of the invention;
Fig. 4 Fig. 4
[0029] [Fig. 4] est une vue latérale en coupe d’une structure selon un autre mode de réalisation de l’invention ; [0029] [Fig. 4] is a sectional side view of a structure according to another embodiment of the invention;
Fig. 5 [0030] [Fig. 5] est une vue frontale en coupe de la structure, la coupe étant selon le plan V-V indiqué sur l’une quelconque des figures 1 à 4 ; Fig. [0030] [Fig. 5] is a front sectional view of the structure, the section being along the V-V plane indicated in any one of Figures 1 to 4;
Fig. 6 Fig. 6
[0031] [Fig. 6] est une vue de dessus en coupe d’une structure selon le mode de réalisation de l’invention de la figure 3 ; Fig. 7 [0031] [Fig. 6] is a top sectional view of a structure according to the embodiment of the invention of Figure 3; Fig. 7
[0032] [Fig. 7] est une vue de dessus en coupe d’une structure selon un autre mode de réalisation de l’invention ; [0032] [Fig. 7] is a top sectional view of a structure according to another embodiment of the invention;
Fig. 8 Fig. 8
[0033] [Fig. 8] est une vue similaire à celle de la figure 6 après un impact énergétique. [0033] [Fig. 8] is a view similar to that of Figure 6 after an energy impact.
Description des modes de réalisation Description of the embodiments
[0034] La structure d'absorption d'énergie d’impact décrite ci-après à titre d’exemple prend la forme d’un merlon de protection utilisé pour intercepter des chutes de rochers pouvant peser jusqu’à plusieurs centaines de tonnes, par exemple près de routes de montagne. De telles chutes de rochers peuvent véhiculer des énergies supérieures à 6 mégajoules (MJ). [0035] Ce merlon de protection présente une première face, ou face avant, 10 représentée à droite sur les figures 1 à 4 et une deuxième face, ou face arrière, 20 représentée à gauche. Ces faces 10, 20 peuvent être sensiblement parallèles comme sur les figures 1 et 3. La face arrière 20 peut aussi être inclinée par rapport à la face avant 10, comme sur les figures 2 et 4. The impact energy absorption structure described below by way of example takes the form of a protective fence used to intercept falling rocks that can weigh up to several hundred tons, for example example near mountain roads. Such rock falls can carry energies greater than 6 megajoules (MJ). This protective fence has a first face, or front face, 10 shown on the right in Figures 1 to 4 and a second face, or rear face, 20 shown on the left. These faces 10, 20 can be substantially parallel as in Figures 1 and 3. The rear face 20 can also be inclined relative to the front face 10, as in Figures 2 and 4.
[0036] L’orientation de la face arrière 20 sur les figures 2 et 4 permet une meilleure dissipation de l’énergie mécanique dans le sol mais augmente l’emprise au sol de l’ouvrage. The orientation of the rear face 20 in Figures 2 and 4 allows better dissipation of mechanical energy in the soil but increases the footprint of the structure.
[0037] Bien que la face avant 10 soit représentée verticale sur les figures 1 à 4, elle peut aussi être inclinée, notamment s’il est demandé d’augmenter la stabilité de l’ouvrage, de modifier l’emprise au sol ou encore de s’adapter à une trajectoire d’impact qu’on anticipe oblique. Il est en effet intéressant que la face avant soit autant que possible perpendiculaire à la trajectoire de l’impact. Although the front face 10 is shown vertical in Figures 1 to 4, it can also be inclined, in particular if it is requested to increase the stability of the structure, to modify the footprint or even to adapt to an impact trajectory that we anticipate obliquely. It is indeed interesting that the front face is as much as possible perpendicular to the trajectory of the impact.
[0038] Le merlon de l’exemple de réalisation comprend un remblai terreux 15 délimité par les faces avant et arrière 10, 20, dans lequel sont disposés des renforcements 16 présentant des interfaces frictionnelles avec le matériau du remblai. Ces renforcements 16 sont par exemple des bandes réparties régulièrement selon la direction verticale et s’étendant horizontalement, parallèlement à la face avant 10 et à la face arrière 20, selon une direction perpendiculaire au plan de coupe des figures 1 à 4. Cette orientation permet de répartir préférentiellement l’énergie mécanique d’un impact latéralement plutôt que dans l’épaisseur du merlon de protection. The embankment of the exemplary embodiment comprises an earthy backfill 15 delimited by the front and rear faces 10, 20, in which are arranged reinforcements 16 having frictional interfaces with the material of the backfill. These reinforcements 16 are for example bands distributed regularly in the vertical direction and extending horizontally, parallel to the front face 10 and to the rear face 20, in a direction perpendicular to the cutting plane of Figures 1 to 4. This orientation allows to preferentially distribute the mechanical energy of an impact laterally rather than in the thickness of the protective fence.
[0039] Les renforcements 16 sont disposés dans les régions du remblai 15 qui sont les plus sollicitées en cas d’impact dont l’énergie doit être absorbée. Dans des réalisations selon les figures 1 et 2, les renforcements 16 consistent en des premiers renforcements 16 placés dans une première région renforcée 12 adjacente à la face avant 10. Dans celles des figures 3 et 4, outre la première région renforcée 12, une deuxième région renforcée 22 est prévue à proximité de la face arrière 20. Cette deuxième région renforcée 22 comprend des deuxièmes renforcements 16. En général, la région centrale du merlon ne sera pas munie de renforcements 16 parallèles aux faces 10, 20, de façon à autoriser une déformation du merlon en cas d’impact, pour ne pas le fragiliser. The reinforcements 16 are arranged in the regions of the backfill 15 which are the most stressed in the event of an impact, the energy of which must be absorbed. In embodiments according to Figures 1 and 2, the reinforcements 16 consist of first reinforcements 16 placed in a first reinforced region 12 adjacent to the front face 10. In those of Figures 3 and 4, besides the first reinforced region 12, a second reinforced region 22 is provided near the rear face 20. This second region reinforced 22 comprises second reinforcements 16. In general, the central region of the fence will not be provided with reinforcements 16 parallel to the faces 10, 20, so as to allow deformation of the fence in the event of impact, so as not to weaken it.
[0040] Toutefois, des renforcements secondaires 18 disposés transversalement aux faces 10, 20 peuvent aussi être incorporés au remblaiHowever, secondary reinforcements 18 arranged transversely to the faces 10, 20 can also be incorporated into the backfill
15, pour consolider l’ensemble. Les renforcements secondaires 18 peuvent notamment relier les faces avant et arrière 10, 20. 15, to consolidate the whole. The secondary reinforcements 18 can in particular connect the front and rear faces 10, 20.
[0041] Les renforcements 16 peuvent être disposés sur l’ensemble de la largeur de du merlon. Avantageusement, on utilise des renforcements 16 disposés en segments successifs le long de leur direction principale de résistance de façon à se recouvrir partiellement comme illustré à la figure 5. Chaque zone 25 de recouvrement mutuel entre deux renforcements 16 successifs comporte du matériau de remblai de sorte que les renforcements 16 ne sont pas en contact entre eux. Ainsi, en cas d’impact, l’énergie est transmise d’un segment au suivant par frottement et dissipée progressivement tout en évitant de provoquer la rupture des renforcements[0041] The reinforcements 16 can be arranged over the entire width of the fence. Advantageously, use is made of reinforcements 16 arranged in successive segments along their main direction of resistance so as to partially overlap as illustrated in FIG. 5. Each zone 25 of mutual overlap between two successive reinforcements 16 comprises backfill material so that the reinforcements 16 are not in contact with each other. Thus, in the event of an impact, the energy is transmitted from one segment to the next by friction and gradually dissipated while avoiding breaking the reinforcements
16. Cela peut permettre au merlon de supporter plusieurs impacts consécutifs sans nécessiter de réparation. 16. This can allow the fence to withstand several consecutive impacts without requiring repair.
[0042] Idéalement, les renforcements 16 sont disposés de façon parfaitement parallèle aux faces avant et arrière comme illustré à la figure 6, de façon à répartir l’énergie mécanique aussi latéralement que possible. Cependant, pour des raisons logistiques ou afin de renforcer particulièrement certaines portions du merlon et/ou d’en protéger certaines portions, les renforcements peuvent présenter un angle léger (qui devra rester inférieur à 45°) et s’enfoncer quelque peu dans l’épaisseur de l’ouvrage, comme représenté à la figure 7. On considère néanmoins qu’elles sont sensiblement parallèles à la face avant 10 et à la face arrière 20 car leur orientation reste majoritairement latérale. Les directions principales de résistance des renforcements 16 forment un angle inférieur à 45° avec la face 10 et/ou 20 du remblai 15. [0043] De façon similaire, les renforcements 16 peuvent présenter une variation de hauteur et présenter une légère pente. Il est souhaitable que cette pente reste faible de façon à répartir l’énergie aussi latéralement que possible. [0044] La figure 8 est une représentation similaire à la figure 6 après qu’elle a reçu un impact puissant et localisé sur sa face avant 10 représentée en bas de la figure. On constate que l’énergie a pu être bien dissipée latéralement grâce aux renforcements 16. Les renforcements 16 n’ont pas rompu. Ils restent disposés dans une configuration susceptible d’amortir d’autres impacts. Ideally, the reinforcements 16 are arranged perfectly parallel to the front and rear faces as illustrated in Figure 6, so as to distribute the mechanical energy as laterally as possible. However, for logistical reasons or in order to particularly reinforce certain portions of the fence and / or to protect certain portions of it, the reinforcements may present a slight angle (which must remain less than 45 °) and sink somewhat into the thickness of the structure, as shown in FIG. 7. It is nevertheless considered that they are substantially parallel to the front face 10 and to the rear face 20 because their orientation remains predominantly lateral. The main directions of resistance of the reinforcements 16 form an angle of less than 45 ° with the face 10 and / or 20 of the backfill 15. Similarly, the reinforcements 16 may have a variation in height and have a slight slope. It is desirable that this slope remains low so as to distribute the energy as sideways as possible. Figure 8 is a representation similar to Figure 6 after it has received a strong impact and localized on its front face 10 shown at the bottom of the figure. It is noted that the energy could have been well dissipated laterally thanks to the reinforcements 16. The reinforcements 16 did not break. They remain arranged in a configuration capable of absorbing other impacts.
[0045] L’invention ne se limite pas aux exemples décrits ci-avant. Elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l’homme de l’art dans le cadre de la protection recherchée. The invention is not limited to the examples described above. It encompasses all the variants that a person skilled in the art may consider within the framework of the protection sought.

Claims

Revendications Claims
[Revendication 1] Structure d'absorption d'une énergie d’impact, comprenant : un remblai (15) ayant une première face (10) exposée à des impacts ; et des renforcements distribués à l’intérieur du remblai (15) et présentant des interfaces frictionnelles avec le matériau du remblai, dans laquelle les renforcements comprennent des premiers renforcements (16) placés dans une première région renforcée (12) adjacente à la première face (10) et présentant des directions principales de résistance formant un angle inférieur à 45° avec la première face. [Claim 1] A structure for absorbing impact energy, comprising: an embankment (15) having a first face (10) exposed to impacts; and reinforcements distributed within the backfill (15) and having frictional interfaces with the backfill material, wherein the reinforcements comprise first reinforcements (16) placed in a first reinforced region (12) adjacent to the first face ( 10) and having main directions of resistance forming an angle of less than 45 ° with the first face.
[Revendication 2] Structure selon la revendication 1 , dans laquelle les directions principales de résistance des premiers renforcements (16) sont parallèles à la première face du remblai (15). [Claim 2] The structure of claim 1, wherein the main directions of strength of the first reinforcements (16) are parallel to the first face of the backfill (15).
[Revendication 3] Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le remblai (15) a une deuxième face (20) opposée à la première face (10), et dans laquelle les renforcements comprennent des deuxièmes renforcements (16) placés dans une deuxième région renforcée (22) adjacente à la deuxième face (20) et présentant des directions principales de résistance formant un angle inférieur à 45° avec la deuxième face. [Claim 3] A structure according to any preceding claim, in which the backfill (15) has a second face (20) opposite the first face (10), and in which the reinforcements comprise second reinforcements (16) placed. in a second reinforced region (22) adjacent to the second face (20) and having main directions of resistance forming an angle of less than 45 ° with the second face.
[Revendication 4] Structure selon la revendication 3, dans laquelle les directions principales de résistance des deuxièmes renforcements (16) sont parallèles à la deuxième face du remblai (15). [Claim 4] A structure according to claim 3, wherein the main directions of resistance of the second reinforcements (16) are parallel to the second face of the backfill (15).
[Revendication 5] Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les renforcements (16) sont disposés horizontalement. [Claim 5] A structure according to any preceding claim, wherein the reinforcements (16) are arranged horizontally.
[Revendication 6] Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la première face (10) du remblai (15) est recouverte d’un parement. [Claim 6] Structure according to any one of the preceding claims, in which the first face (10) of the backfill (15) is covered with a facing.
[Revendication 7] Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre des renforcements secondaires disposés transversalement à la première face (10). [Claim 7] A structure according to any one of the preceding claims, further comprising secondary reinforcements disposed transversely to the first face (10).
[Revendication 8] Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les premiers renforcements (16) comprennent des renforcements métalliques. [Claim 8] A structure according to any preceding claim, wherein the first reinforcements (16) comprise metallic reinforcements.
[Revendication 9] Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les premiers renforcements (16) comprennent des renforcements en matière polymère. [Claim 9] A structure according to any preceding claim, wherein the first reinforcements (16) comprise reinforcements of polymeric material.
[Revendication 10] Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les renforcements (16) comprennent des renforcements de type géogrille ou géotextile. [Claim 10] A structure according to any one of the preceding claims, in which the reinforcements (16) comprise reinforcements of the geogrid or geotextile type.
[Revendication 11] Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle certains au moins des premiers renforcements (16) sont agencés en segments successifs le long de leur direction principale de résistance, avec des zones (25) de recouvrement mutuel entre les segments. [Claim 11] A structure according to any preceding claim, in which at least some of the first reinforcements (16) are arranged in successive segments along their main direction of resistance, with areas (25) of mutual overlap between them. segments.
[Revendication 12] Structure selon la revendication 11 , dans laquelle du matériau de remblai se trouve entre les segments successifs d’un premier renforcement (16), dans les zones (25) de recouvrement. [Claim 12] The structure of claim 11, wherein backfill material is located between successive segments of a first reinforcement (16), in the overlap areas (25).
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