FR2714409A1 - Structure porteuse pouvant être utilisée comme poteau ou poutre. - Google Patents

Abstract

Cette structure porteuse creuse, en majeure partie transparente, de haute résistance mécanique au cisaillement et au choc, destinée à être utilisée comme poteau ou comme poutre encastrée ou sur appuis, est essentiellement réalisée en verre minéral et/ou organique dans sa partie visible, et sa paroi comporte au moins deux couches, la ou les couches formant la partie extérieure étant agencées, dans leur forme et/ou leur composition, pour être capables d'assurer la protection contre les chocs, et la ou les couches formant la partie intérieure étant agencées, dans leur forme et/ou leur composition, pour que la structure soit capable de satisfaire la performance mécanique demandée. Dans le cas où elle est destinée à former un poteau électrique (45), cette structure constitue un poteau isolant par lui-même ou en combinaison avec des pièces complémentaires en matériau isolant. Par exemple, un fil électrique (62) peut être reçu dans un dispositif de serrage (65-65a) fixé sur un couvercle (64) reposant sur la partie supérieure du poteau.

Description

STRUCTURE PORTEUSE POWANT ETRE UTILISEE COMME POTEAU OU
POUTRE
La présente invention concerne des structures porteuses creuses, en majeure partie transparentes, de haute résistance mécanique au cisaillement et au choc, pouvant ainsi être utilisées comme poteaux ou mâts ou encore comme poutres encastrées ou sur appuis. L'invention porte également sur des assemblages porteurs réalisés avec de telles structures porteuses.

Les poteaux, les mâts et les poutres, auxquels on demande de résister à des efforts importants de cisaillement, sont fabriqués à l'heure actuelle en des matériaux présentant une résistance élevée à la traction. Les métaux et alliages métalliques, tels que l'acier, le béton, le béton armé, le bois et les matières synthétiques, sont couramment utilisés pour des poteaux destinés a toutes sortes d'applications, telles que supports de lignes aériennes, électriques ou téléphoniques, poteaux d'éclairage, de signalisation, d'affichage, etc. Lorsque les caractéristiques mécaniques intrinsèques du matériau le permettent, on s'efforce d'alléger la structure en choisissant une forme creuse ou un treillis (cas des poteaux et poutres métalliques) ou des évidements (cas des poteaux ou poutres en béton armé).

Dans un certain nombre de cas, il apparaît nécessaire de construire des structures transparentes, soit pour des raisons d'esthétique architecturale, soit pour respecter l'harmonie des paysages. Le souci accru de ne pas dégrader l'environnement augmente l'intérêt d'apporter une solution à ce problème. Par exemple, le public s'oppose à la construction de lignes aériennes de transport d'électricité ou de télécommunication, et les exploitants sont obligés de recourir à d'autres types de solutions, tels que l'enfouissement souterrain des lignes. Ces solutions sont beaucoup plus onéreuses, elles présentent d'autres sortes d'inconvénients (par exemple, certains problèmes de sécurité), et elles sont même parfois impraticables.

Ceci montre l'intérêt économique qui s'attache à pouvoir construire des poteaux et poutres transparents, susceptibles d'assurer le même service, et possédant, outre la qualité de transparence, des propriétés mécaniques satisfaisantes. En général, on ne peut recourir aux matières plastiques transparentes, car leurs caractéristiques mécaniques sont insuffisantes. Dans certains cas, on pourrait pallier cet inconvénient en augmentant les masses pour remplir les spécifications requises. Cependant, le prix des matières plastiques transparentes est un autre obstacle, dirimant pour la quasi-totalité des usages.

Pour atteindre l'objectif visé, les présents inventeurs ont imaginé de recourir au verre tout en apportant des solutions aux problemes tenant aux propriétés mêmes du verre, ce qui les a conduits a concevoir des structures spécifiques. Autrement dit, l'effacement par la transparence que peut procurer le verre, améliorant les effets disgracieux ou les nuisances, nécessite un agencement des formes et de la composition du verre pour pouvoir être effectivement mis en oeuvre.

Le verre possède des propriétés mécaniques comparables et même légèrement supérieures a celles du béton, si les conditions normales d'utilisation du verre sont respectées. Pour une masse déterminée, la résistance a la contrainte de cisaillement au niveau de l'encastrement est d'autant plus grande que la masse est éloignée de l'axe du poteau ou de la poutre. Ainsi, compte tenu des modules d'élasticité du verre, du béton et de l'acier, et de leur densité, on peut obtenir les mêmes résistances au cisaillement avec un poids inférieur pour le verre, bien que l'épaisseur soit plus grande.

Par ailleurs, comme on le sait, le verre présente une certaine fragilité qui peut se manifester dans certaines conditions de choc ou d'état de surface ou encore si certaines amorces de rupture sont présentes, par exemple aux arêtes des tranches. Les structures selon l'invention sont conçues pour réduire les risques d'apparition de fractures et leurs conséquences.

Egalement, le poteau ou la poutre doit satisfaire les spécifications propres de son utilisation : hauteur hors sol (normes), résistance mécanique (sollicitation du vent, du givre sur les câbles), sécurité ou protection contre les chocs et le vandalisme et contre la corrosion, isolation électrique aux liaisons fils/armements dans le cas des poteaux électriques.

Par ailleurs, du fait de la transparence, on peut combiner avantageusement, de façon nouvelle, aux fonctions précitées des poteaux ou poutres, d'autres fonctions, telles qu'antennes, signalisation, visualisation, auto-isolation dans le cas des poteaux électriques, descente en souterrain des transformateurs et des connexions, etc., ou faire apparaître des effets propres de coloration, de translucidité, de luminosité ou d'éclairage, ce que ne permettent pas les réalisations de l'art antérieur.

La présente invention a donc pour objet une structure porteuse creuse, en majeure partie transparente, de haute résistance mécanique au cisaillement et au choc, destinée à être utilisée comme poteau ou comme poutre encastrée ou sur appuis, caractérisée par le fait qu'elle est essentiellement réalisée en verre minéral et/ou organique dans sa partie visible, que sa paroi comporte au moins deux couches, la ou les couches formant la partie extérieure étant agencées, dans leur forme et/ou leur composition, pour être capables d'assurer la protection contre les chocs, et la ou les couches formant la partie intérieure étant agencées, dans leur forme et/ou leur composition, pour que la structure soit capable de satisfaire la performance mécanique demandée.

Par l'expression "essentiellement réalisée en verre", on entend que le verre représente au moins 80%, de préférence, au moins 90% en poids, de la partie visible de la structure porteuse.

La partie aérienne des poteaux ou mâts et la partie visible des poutres sont vulnérables aux chocs et à des surcharges de contraintes mécaniques accidentelles. Un choc peut provoquer une amorce de rupture ou fissure ; cette dernière peut alors se propager, donc s'agrandir, et la résistance du verre s'affaiblit, une telle résistance dépendant des défauts de surface du verre. Pour pallier cette difficulté, il est notamment proposé, selon l'invention, d'utiliser l'une des trois solutions suivantes pour former la partie extérieure de la structure porteuse
(1) application, par collage, soudure, coextrusion,
coétirage ou feuilletage selon le cas, sur la partie
intérieure de la structure porteuse, d'une couche
sacrificielle de verre essentiellement minéral,
éventuellement doublé intérieurement d'une couche de
verre organique, notamment de type butyral poly
vinylique ; dans le cas particulier ou la structure
porteuse comporte deux couches de verre en étroit
contact par soudure thermique ou coextrusion ou
coétirage, l'une formant la partie extérieure et
l'autre, la partie intérieure, le comportement
mécanique, et, en particulier, la résistance au choc,
sont notablement renforcés s'il existe un écart d'au
moins 20% entre les coefficients de dilatation des
verres de la partie extérieure et de la partie
intérieure
(2) application, par collage ou soudure, sur la ou les
couches constituant la partie intérieure de la structure
porteuse, d'un film d'un verre organique, notamment de
type polyuréthane ; on peut notamment citer un film
commercialisé par la Société Saint-Gobain sous la
dénomination "Sécurex" ; et
(3) utilisation, pour constituer ou pour entrer dans la
constitution de la structure porteuse, d'un verre
renforcé par un processus de trempe, notamment de trempe
chimique, approprié pour que la zone trempée constitue
la partie extérieure de ladite structure porteuse.

On peut noter qu'il n'est pas exclu, conformément à l'invention, qu'une couche, se trouvant appartenir a ce que l'on a appelé la partie intérieure de la structure porteuse, constitue aussi une couche de résistance au choc ou participe, en combinaison avec au moins une couche adjacente, à assurer un complément de résistance au choc. C'est notamment le cas si la structure porteuse comporte une paroi formée d'au moins deux épaisseurs de verre feuilleté, chaque épaisseur étant formée de deux couches de verre minéral, pouvant être identiques, séparées par une couche de verre organique. Dans ce cas, les deux couches extérieures constituent la partie extérieure au sens de l'invention.

Par ailleurs, le mot "couche" ne doit pas être considéré comme définissant toujours un élément strictement continu. Comme exposé ci-après, les structures porteuses de l'invention peuvent être formées par des assemblages variés comportant des ruptures de continuité dans les couches, sans pour autant que les conditions essentielles de l'invention ne soient globalement réalisées.

Les structures porteuses selon l'invention peuvent revêtir de nombreuses formes. En particulier, une structure porteuse selon l'invention peut comprendre au moins un élément tubulaire en verre borosilicaté ou sodocalcique, monocouche ou multicouche ou composite feuilleté, notamment de section circulaire, ellipsoïdale, polygonale éventuellement arrondie aux angles et/ou à côtés incurvés, la section pouvant varier en forme et/ou en dimension le long de l'axe longitudinal de ladite structure, les éléments tubulaires, lorsqu'ils sont plusieurs, étant agencés par superposition ou emmanchement ou imbrication, et liés entre eux par collage, soudure ou manchonnage, de façon à atteindre la hauteur totale désirée. Un tel élément tubulaire peut être obtenu d'un seul tenant par formage de verre fondu par extrusion, étirage, coextrusion, coétirage ou feuilletage, ou encore être constitué par l'assemblage par collage ou soudure d'éléments longitudinaux plans ou de profil cintré ou plié.

A titre d'exemples, on peut citer une structure porteuse comprenant une enveloppe externe et une partie interne formées chacune par superposition d'éléments tubulaires, décalés pour que la jonction des deux éléments tubulaires de l'enveloppe externe se situe en regard d'un élément tubulaire de la partie interne ; ainsi qu'une structure porteuse dont le corps comprend une succession d'éléments tubulaires emmanchés ou imbriqués les uns dans les autres par leurs régions d'extrémité, de section décroissante progressivement ou par étages en direction de la partie supérieure de la structure porteuse.

Les structures porteuses selon l'invention peuvent également comprendre au moins une plaque de consolidation disposée transversalement dans la structure creuse.

Dans le cas où la structure porteuse selon l'invention est destinée à constituer un poteau ou une poutre à encastrer, sa partie destinée à être encastrée peut être dotée d'une couche d'enrobage en contact avec le verre en un matériau élastique, présentant cependant une dureté et/ou une épaisseur calculées pour éviter le poinçonnage par les matériaux utilisés pour l'encastrement ; ou encore, dans le cas d'un poteau, la base de la structure porteuse peut être reçue dans la partie émergeant du sol d'un support rigide enfoncé partiellement dans le sol, avec interposition d'un joint souple protégeant le verre contre la corrosion, ladite partie pouvant comporter une porte d'accès à une cavité destinée à recevoir des équipements.

La partie visible d'une structure porteuse selon l'invention peut en outre être revêtue par au moins une couche protectrice mince, extérieure et/ou, le cas échéant, intérieure, anti-corrosion, anti-buée, anti-salissures ou anti-reflets.

Conformément à une application intéressante de l'invention, la structure porteuse constitue un poteau électrique isolant par lui-même ou en combinaison avec des pièces complémentaires en matériau isolant. La structure peut aussi supporter un armement-isolateur en verre minéral ou organique. Elle peut dans tous les cas être agencée pour recevoir les fils électriques soit directement, soit par l'intermédiaire de pièces ou colliers de serrage, métalliques ou en matière plastique.

La structure porteuse selon l'invention peut aussi être pourvue de moyens la rendant étanche, respirante ou ventilée, et elle peut intégrer, au moins partiellement, des moyens d'éclairage, fonctionnel, d'ambiance ou décoratif, et/ou des moyens de visualisation et de signalisation.

L'invention concerne également les assemblages porteurs comprenant ou constitués par au moins deux structures porteuses telles que définies ci-dessus.

Pour illustrer davantage l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après plusieurs modes de réalisation, avec référence au dessin annexé
Sur ce dessin
- les Figures 1 à 3 représentent chacune une vue en coupe
schématique illustrant respectivement le procédé de
formage d'un cylindre de verre bicouche par coextrusion
et les procédés de feuilletage conduisant à un cylindre
de verre feuilleté respectivement par aspiration de
résine coulée ou par fusion par zones, ces cylindres de
verre pouvant constituer ou entrer dans la constitution
de structures porteuses de l'invention ;
- les Figures 4 et 5 représentent chacune, en coupe
axiale, un mode de réalisation d'un corps de poteau
selon l'invention ;
- les Figures 6 et 7a à 7g montrent chacune de façon
schématique un assemblage d'éléments plans constituant
un corps de poteau selon l'invention, ayant la forme
d'un tronc de pyramide allongé
- les Figures 8 à 10 montrent chacune, en coupe
transversale, des corps de poteaux selon l'invention,
formés par l'assemblage d'éléments bombés obtenus à
partir d'éléments plans
- les Figures 11 à 14 représentent chacune une vue en
coupe schématique de la base d'un poteau une fois fixée
dans le sol
- les Figures 15 à 17 montrent chacune la partie aérienne
supérieure d'un poteau électrique, selon une réalisation
traditionnelle (Figure 15) et selon des réalisations
désormais possibles grâce à la présente invention
(Figures 16 et 17) - la Figure 18 représente une vue de dessus de la partie
supérieure d'un poteau électrique fermé par un couvercle
comportant des moyens de ventilation et supportant des
moyens de réception d'un fil électrique pour constituer
un poteau électrique du type de celui représenté sur la
Figure 17
- la Figure 19 est une vue en coupe selon XIX-XIX de la
Figure 18
- la Figure 20a est une vue analogue à la Figure 19,
illustrant une réalisation d'un poteau électrique du
type de celui représenté sur la Figure 16 ; la
Figure 20k est une vue de dessus de ce poteau et les
Figures 20c et 20d sont des vues illustrant le
positionnement et le maintien de chaque fil électrique
respectivement perpendiculairement et parallèlement au
fil
- les Figures 21 et 21a, 22 et 22a à 22d, et 23 illustrent
des dispositifs d'éclairage intégrés aux poteaux selon
l'invention, pour un éclairage respectivement
fonctionnel, d'ambiance et décoratif
- la Figure 24 illustre de façon schématique un assemblage
selon l'invention supportant des lignes électriques
- la Figure 25 est une vue en coupe schématique de la
jonction de deux structures porteuses de l'assemblage de
la Figure 24 ; et
- la Figure 26 montre un assemblage porteur formé de deux
structures porteuses selon l'invention.

Les corps des poteaux, mâts transparents et des poutres transparentes selon la présente invention peuvent être obtenus (a) par formage à partir d'un bain de verre fondu ; (b) par assemblage d'éléments plans ; et (c) par assemblage d'éléments bombés obtenus à partir d'éléments plans. Les verres sont choisis et disposés pour répondre aux conditions de l'invention. Ils peuvent le cas échéant subir au moment opportun un traitement de trempe, notamment chimique, permettant de répondre aux conditions de l'invention.

(a) Le formage à partir d'un bain de verre fondu peut consister en une extrusion, une coextrusion ou un étirage ou un coétirage conduisant a des ébauches tubulaires, dont on traite les bords par découpe afin de les abattre et/ou de les polir.

Une fois que l'on dispose de ces éléments tubulaires mono- ou bicouche, on peut conduire des opérations de soudure, de collage, de manchonnage par soudure ou collage, et de feuilletage, cette dernière opération consistant à interposer entre deux couches voisines une résine, un film ou une colle de liaison.

Si l'on se réfère maintenant à la Figure 1, on peut voir que l'on a illustré la fabrication d'un corps de poteau à deux couches 10 et 11, obtenues par coextrusion. A titre d'exemple, on peut utiliser, pour cette réalisation selon l'invention, un verre 11 de couche intérieure ayant une résilience de 1,05 daN.cm/cm2, et un verre 10 de couche extérieure ayant une résilience de 7,75 daN.cm/cm2. Par ailleurs, un écart de 20% entre les coefficients de dilatation a entre les verres 10 et 11 renforce le comportement mécanique et notablement la résistance au choc.

On choisit, par exemple, un verre 11 avec a - 90 x 10-7 (K1) et un verre 10 avec un a < 70 x 10-7 (K1). Dans ce cas, la résistance au choc W est supérieure ou égale à 7,0 daN.cm/cm2.

Les masses en fusion 10a et lla des deux verres destinés à constituer les tubes respectivement 10 et 11 arrivent dans un réceptacle comportant une plaque horizontale de fond 12, une plaque intermédiaire horizontale 13, et une plaque de couvercle 14, la masse 10a étant amenée entre les plaques 12 et 13, et la masse lla, entre les plaques 13 et 14. Ces plaques comportent chacune des ouvertures de forme circulaire en regard, les ouvertures des plaques intermédiaire 13 et de fond 12 étant de plus grand diamètre que celle du couvercle 14. L'ouverture de la plaque intermédiaire 13 est repliée d'équerre vers l'intérieur, la bordure 13g ainsi constituée se terminant à une faible distance du bord interne de l'ouverture de la plaque 12. Il est ainsi ménagé un passage annulaire vertical 10k pour la sortie de la masse en fusion 10a. Dans l'orifice du couvercle 14, est introduite une buse 15, traversée par un canal 16 d'introduction de l'air. Cette buse 15 pénètre dans ledit orifice, en s'étendant approximativement jusqu'au niveau de la bordure 13a, où elle ménage, avec cette dernière, un passage annulaire horizontal llb pour la sortie de la masse en fusion llb.

La couche de surface 10, qui peut être de relativement faible épaisseur, fortement mise en compression pendant le refroidissement, protège efficacement la couche sous-jacente 11. La couche 10 représente donc une couche sacrificielle qui améliore la résistance au choc mécanique et dont la destruction n'altère pas la solidité de l'ensemble.

Par ailleurs, les éléments de verre constitutifs des poteaux selon l'invention peuvent aussi être des éléments obtenus par feuilletage. L'opération de feuilletage peut être décrite avec référence aux Figures 2 et 3, qui montrent la formation d'une couche de liaison entre deux tubes de verre coaxiaux par fusion par zones d'une résine pulvérulente (Figure 2) et par aspiration de résine liquide (Figure 3).

Sur la Figure 2, on peut voir que l'on a maintenu, par des moyens non représentés, en position verticale, deux tubes coaxiaux externe et interne, respectivement 17, 18, en ayant rempli l'intervalle entre les deux par de la poudre 19a d'un polymère ou d'une résine de liaison, par exemple de butyral polyvinylique (PVB). L'ensemble est entouré par un dispositif chauffant, formé de plusieurs éléments chauffants 20a disposés radialement et susceptibles de se déplacer verticalement de bas en haut pour assurer, de proche en proche, la fusion par zones de la poudre 19a en un liquide 19b, un dégazage s'effectuant par le sommet. Le liquide 19b durcit ensuite par polymérisation. La couche de liaison a généralement une épaisseur de l'ordre du millimètre.

Sur la Figure 3, on peut voir que l'on a maintenu en position verticale, par des moyens non représentés, des tubes de verre 17 et 18, disposés coaxialement, avec un intervalle entre les deux. La partie inférieure de ces tubes est plongée dans un bac 21, rempli de liquide 19b de polymère ou résine de liaison, par exemple de PVB, et dont la paroi latérale et le fond sont chauffés à l'aide de résistances 20 > incorporées. Le bac 21 comporte également, au voisinage de sa partie supérieure, une paroi horizontale de fermeture 22, comportant une ouverture centrale de diamètre correspondant au diamètre externe du tube externe 17, ainsi qu'un orifice 23 pour l'application d'une pression sur le liquide l9b. A la partie supérieure de l'ensemble des tubes, est disposée une cloche 24, comportant, à sa base, un rebord annulaire 25 venant prendre appui sur la partie supérieure du tube externe 17 et présentant une ouverture centrale d'aspiration 26 au sommet. Avec ce système, le liquide 19b monte dans l'intervalle libre entre les deux tubes 17 et 18, où il durcit ultérieurement par polymérisation.

Les couches 17 et 19 des réalisations conformes å ces Figures 2 et 3 représentent la partie extérieure, résistante au choc, d'un corps de poteau selon l'invention, dont la partie intérieure est constituée par la couche 18.

Si l'on se réfère maintenant à la Figure 4, on peut voir que l'on a représenté un corps de poteau cylindrique comportant deux épaisseurs de verre, formées par des éléments tubulaires superposés respectivement interne (1) et externes (2), réunis par manchonnage et collage ou soudure.

Les jonctions des éléments 1 entre eux et des éléments 2 entre eux sont régulièrement décalées, et on effectue l'assemblage en montant alternativement un élément 1 puis un élément 2.

On peut choisir un verre 2 ayant subi une trempe pour constituer une couche extérieure de résistance au choc selon l'invention, la trempe ayant été conduite avant le manchonnage et le verre 1 pouvant être identique au verre 2 avant la trempe. On peut également choisir un verre 2 feuilleté dont les deux couches extérieures assurent la résistance au choc. On peut également choisir un verre 2 du type du verre 10 de la Figure 1, le verre 1 étant alors du type du verre 11 de la Figure 1. On voit donc que l'on dispose de nombreuses possibilités pour atteindre les objectifs de l'invention, en adaptant la composition, les dimensions et le mode d'assemblage de la structure porteuse au cas concret à réaliser.

La Figure 5 représente un poteau étagé, formé a partir d'éléments tubulaires cylindriques 3, 4, 5 et 6, de section décroissante, s'emboîtant successivement les uns dans les autres et collés ou soudés deux å deux le long des zones se chevauchant. Le poteau est ici en double épaisseur de verre sauf dans sa partie supérieure. Comme précédemment, on choisit les verres pour réaliser une partie extérieure résistante au choc au sens de l'invention. L'une parmi de nombreuses solutions consiste, comme précédemment, à utiliser des éléments 3, 4, 5 et 6 qui sont tous en verre trempé.

On peut réaliser ainsi, à partir d'éléments tubulaires agencés des différentes manières décrites cidessus, des poteaux de dimensions pouvant dépasser les standards habituels des tubes de verre, hauteur de poteau de l'ordre de 12 m, diamètre extérieur supérieur ou égal a 30 cm, et épaisseur de paroi supérieure ou égale à 10 mm, d'autant plus mince que le diamètre est grand.

(b) Sur les Figures 6 et 7g-7g, on peut voir que l'on a illustré par des exemples la possibilite de réaliser des poteaux ou mâts selon l'invention par l'assemblage d'éléments plans.

Ces éléments plans sont soumis, comme précédemment, a une trempe et à une découpe en vue du traitement des bords, puis réunis par collage. Conformement s une variante, on peut réaliser un verre feuilleté avec utilisation de deux éléments plans, identiques, et interposition entre les deux, d'une couche de résine, d'un film ou d'une colle. On peut également utiliser des techniques du type de celles décrites avec référence aux Figures 2 et 3. Les verres feuilletés ainsi obtenus sont ensuite assemblés de la même façon que les verres simples. Des verres bicouches obtenus par coextrusion sont également utilisables.

La Figure 6 montre un assemblage par collage de quatre plaques de verre 27, reconstituant un tronc de pyramide allongé à base carrée (par exemple, grande base de 60 cm, petite base de 30 cm ; hauteur : supérieure à 6 m).

De la même façon, on peut réaliser des poteaux en tronc de pyramide à base rectangulaire et des poteaux en forme de parallélépipèdes rectangles à base carrée ou à base rectangulaire.

Les Figures 7a - 7g représentent un autre assemblage conduisant à un poteau en forme de tronc de pyramide allongé, réalisé à partir de plaques feuilletées comme montré en détail sur la Figure 7d. Le poteau terminé comporte quatre faces latérales trapézoïdales, représentées en plan, côté intérieur, sur la Figure 7a et en coupe verticale, sur la Figure 7k. Chacune des faces latérales est formée par une succession de quatre plaques trapézoïdales 28 à 28d, de dimension décroissante, superposées et collées, les plaques d'extrémité 28a et 28d ayant la même hauteur, par exemple de 2 m, et les deux autres plaques 28k et 28c ayant également la même hauteur, par exemple de 4 m. Trois plaques internes 29g, 29b et 29ç, également trapézoïdales, de dimension décroissante vers le haut et de même hauteur, sont appliquées et collées contre les plaques 28a à 289, de telle sorte que les trois jonctions de ces dernières se situent respectivement à mi-hauteur des trois plaques 29a à 29c.

Sont ainsi ménagés des intervalles ou espaces respectivement 30a à 30d, pour la mise en plaque de plaques transversales respectivement 31a à 31d, représentées en vue de face sur la
Figure 7e et en vue de profil sur la Figure 7f.

L'assemblage des quatre faces latérales est représenté sur la Figure 7c aux niveaux respectivement 0 (base), 4 m, 8 m et 12 m dans le cas de l'exemple choisi, la
Figure 7d représentant le détail de l'assemblage à un niveau situé entre deux intervalles 30a à 30d, montrant les couches 28au4 et 29a-c, feuilletées par l'interposition d'une couche 32 de verre organique et collées respectivement en 33.

La réunion des quatre faces latérales est effectuée à l'aide d'une couche 34 de silicone.

L'assemblage est complété par les quatre plaques transversales précitées, également en verre feuilleté, 31a à 31d ces plaques transversales venant se loger à hauteur des espaces respectivement 30a à 30d, et pouvant être fixées par exemple par collage.

Dans le cas où le poteau est un poteau électrique, la plaque supérieure 31g comporte, comme représenté sur la
Figure 7e, quatre orifices 35 dont le rôle est indiqué plus loin. Sur cette figure, on peut également voir que chaque plaque 31b à 31d comporte latéralement un trou respectivement 35b à 35d, et que les plaques intermédiaires 31k et 31c sont à coins coupés, ce pour des raisons également indiquées plus loin.

L'utilisation d'éléments de verre plans permet d'obtenir des formes très diverses, avec des épaisseurs que l'on peut choisir selon les besoins et des longueurs qui peuvent être importantes (supérieures à 6 m), dans un verre industriel de nature sodocalcique.

(c) Les Figures 8 à 10 illustrent trois exemples de poteaux transparents formés à partir d'éléments bombés ou pliés, ces derniers étant obtenus à partir d'éléments plans, dont les bords ont été traités par découpe, comme décrit précédemment. Le bombage d'un verre plan peut s'effectuer par pressage ou par l'effet de pesanteur ou par conformation, quand celui-ci est à une température supérieure à la température de déformation, c'est-à-dire la température du verre pour laquelle la viscosité est comprise entre 1011 et 1012 poises. Ces procédés, conduits en continu, autorisent de très grandes longueurs.

Les éléments bombés ou pliés sont ensuite assemblés par un collage et/ou un feuilletage, par exemple comme décrit précédemment, pour obtenir une structure répondant aux objectifs de l'invention. Des éléments externes trempés peuvent également répondre à de tels objectifs.

Sur la Figure 8, on a représenté, en coupe transversale, un poteau réalisé à partir de trois éléments 36 et de trois éléments 37 en forme de tiers de cylindre, assemblés par collage pour reconstituer respectivement une épaisseur externe et une épaisseur interne. Les jonctions des cylindres 36 sont décalées d'un sixième de cercle par rapport à celles des cylindres 37. Entre les deux épaisseu risques mécaniques sont ceux de l'écrasement du poteau par la pression du sol au cours du terrassement pendant la mise en place, le poinçonnement par des contacts anguleux avec des matériaux en contact avec le verre ; et les mouvements de terrain. Les risques chimiques proviennent de la nature du sol, en particulier de son pH. A pH 11, le verre est attaqué, un autre risque étant celui de l'humidité permanente car, en confinement, l'eau peut attaquer le verre et provoquer une corrosion de ce dernier. Par ailleurs, il peut être nécessaire de prévoir, au-dessus du sol, un accès à des dispositifs d'équipement du poteau selon la destination de celui-ci.

Les Figures 11 a 14 présentent diverses solutions pour résoudre ces difficultés. Sur ces Figures, on a représenté simplement un poteau cylindrique, mais il va de soi que ce poteau répond aux exigences de l'invention et que les modes d'aménagement de la base des poteaux qui vont être décrits conviendraient pour toutes les formes et structures mentionnées ci-dessus.

Sur la Figure 11, on peut voir que l'on a prévu la protection de la partie inférieure du poteau 45 par application d'une couche d'enrobage 46 de type caoutchouc éthylène - propylène ou polysulfure, ou similaires. Ces matières ont l'avantage de présenter une très bonne tenue au vieillissement en atmosphère confinée, principalement en présence d'eau. Par ailleurs, entre la couche d'enrobage 46 et le verre 45, il peut être inséré un papier à pH acide, de l'ordre de 4,5. La couche d'enrobage 46 est constituée par une gaine 46a entourant la partie inférieure du poteau 45, se prolongeant au-delà de la partie enterrée, cette gaine étant raccordée a un fond 46b, fermant le poteau 45 à sa partie inférieure. Par ailleurs, la dureté et l'épaisseur du matériau utilisé pour la couche 46 sont adaptées pour éviter le poinçonnage par des matériaux de remplissage 47 pouvant être placés dans la cavité ainsi formée à la base du poteau 45, ainsi que par les matériaux 48 comblant le trou qui a dû être effectué dans le sol.

Pour installer le poteau 45, un tube métallique de maintien 49 est enfoncé partiellement dans le sol, ayant la même hauteur que la gaine 46â. Cette dernière joue alors le rôle de joint souple d'association entre le verre 45 et le tube métallique 49.

Sur la Figure 12, on a représenté un montage qui diffère du précédent par le fait que le tube métallique 49 comporte, au-dessus du sol, une ouverture latérale 50, pouvant être fermée par une porte d'accès à une cavité 51 dont le rôle a été indiqué ci-dessus. Le poteau 45 est inséré dans la partie supérieure du tube métallique 49, s'arrêtant au voisinage de la bordure supérieure de l'ouverture 50, avec interposition entre le verre 45 et le métal 49 d'une couche de protection 46 en un matériau analogue à celui décrit avec référence à la Figure 11.

La Figure 13 illustre un mode de réalisation qui diffère de celui de la Figure 11 par le fait qu'il n'est pas prévu de tube métallique 49 et que la couche 46 s'arrête au niveau du sol. Les couches 46 ont été représentées avec une relativement grande épaisseur sur le dessin. Elles peuvent cependant être minces selon le type de matériau choisi.

Dans le cas de la Figure 14, on place dans le sol un élément métallique tubulaire récepteur 52 doté d'un fond 52a ; on y introduit un tube métallique 49 analogue à celui de la Figure 12. Sur la masse de remplissage interne 47, on dispose un support 53, sur lequel peuvent être placés les éléments ou équipements logés dans la cavité 51.

Par ailleurs, contrairement au mode de réalisation de la Figure 12, le poteau 45 repose, par sa base, sur un support annulaire 54, porté par le tube 49 au voisinage de la bordure supérieure de l'ouverture 50. Sur ce support 54, est disposée une collerette annulaire 55 en un matériau protecteur analogue à celui des éléments 46.

Par ailleurs, sur les Figures 15 et 16, on a représenté schématiquement la partie supportant les fils électriques d'un poteau électrique 56 traditionnel (Figure 15) et d'un poteau en verre 45 selon la présente invention (Figure 16).

Dans la réalisation traditionnelle, le poteau 56, en bois, béton ou métal, reçoit un armement métallique 57 supportant les fils 58 par l'intermédiaire d'isolateurs généralement en verre 59. L'utilisation d'un poteau en verre 45 (Figure 16) permet de remplacer l'armement métallique 57 par un armement en verre 60 qui devient isolateur. Cet armement 60 est constitué par exemple par un tube de verre monté en partie supérieure du poteau 45, perpendiculairement à celui-ci, comme décrit ci-après avec référence aux Figures 20a et 20b. La fixation des trois fils 58, respectivement sur la partie moyenne et sur chaque extrémité du tube 60, s'effectue par l'intermédiaire de colliers de serrage schématisés en 61, comme décrit ci-après avec référence aux Figures 20c et 204.

Sur la Figure 17, on a illustré le même poteau 45 équipé pour le passage d'un fil 62 ; ce dispositif sera décrit ci-après avec référence aux Figures 18 et 19.

Par ailleurs, doit être assuré, pour les poteaux conformes à la présente invention, le maintien de la visibilité ou de la transparence. La variation du coefficient de transmission lumineuse peut avoir plusieurs origines, à savoir un encrassement, la condensation, l'embuvage et la corrosion. Sur la face externe du poteau, selon les conditions atmosphériques, il peut apparaître de la condensation ou de l'embuage, en particulier le matin.

Cependant, le poteau constitue une mini-serre. L'élévation de température élimine rapidement ces perturbations. La pollution atmosphérique peut cependant provoquer un dépôt gras persistant. Sur la face interne, le risque d'embuage est important et peut être à l'origine d'une corrosion du verre.

Pour apporter une solution à cette difficulté, sur la face extérieure du poteau, on peut conduire un traitement de surface par un composé tel que "Clearshild", ce qui atténue très fortement l'encrassement du verre, un tel traitement pouvant être renouvelé périodiquement pour éliminer pratiquement le risque de dépôts ou traces sur la surface.

Sur la face intérieure, l'embuage et la condensation sont nuls si un déshydratant est incorporé dans le poteau, lequel doit, dans ce cas, être étanche, et faibles si le poteau est respirant par l'installation à sa partie supérieure d'un tube recourbé de mise à l'air, dont l'extrémité libre comporte un bouchon filtrant, ou encore si le poteau est ventilé, par l'installation, en plus du tube supérieur, d'un tube inférieur de mise à l'air, dont l'extrémité libre comporte également un bouchon filtrant.

Sur les Figures 18 et 19, on a représenté la partie supérieure d'un poteau 45 de section carrée, dont les parois sont telles que celles décrites avec référence à la
Figure 7d, et qui est fermé par une plaque 314 analogue à celle de la Figure 7e. La plaque 31d comporte les quatre trous 35 (non représentés à nouveau sur la Figure 19), pour le passage d'éléments de fixation 63 d'un couvercle 64 en matière plastique isolante (Plexiglas) , débordant du poteau 45 et portant, à sa partie supérieure, un berceau 65 en deux parties, destiné à recevoir le fil torsadé 62 et fixé sur celui-ci par des éléments 66. Une plaque de maintien 65a vient se fixer sur chaque élément de berceau ; elle est traversée par une vis 65b de serrage du fil 62.

Le tube 45 est agencé pour être respirant ; à cet effet, la plaque 31d comporte le trou 35d (voir également
Figure 7e), lequel débouche dans un évidement 67 de la surface interne du couvercle 64, ledit évidement 67 s'étendant jusque dans la partie en surplomb du couvercle 64, pour communication avec l'air ambiant. Une grille 67a, destinée notamment à interdire le passage des insectes et poussières dans le poteau, est disposée à l'entrée de ce passage de communication.

Le poteau 45 comporte une plaque de fermeture inférieure du type de la plaque 31a, et des plaques intermédiaires, du type des plaques 31b et 31c (Figure 7e).

Ces deux dernières plaques 31b et 31c comportent des trous respectivement 35b à 35c de communication de l'air. L'air peut également passer aux angles des plaques 3lb et 31c, et les trous 35b et 35c ne pas exister.

Sur la Figure 20ê, on peut voir que les berceaux 65 du couvercle 64 reçoivent le tube 60 destiné à supporter les trois fils 58 selon l'installation de la Figure 16. Des pièces de serrage 65c viennent se fixer sur chaque élément de berceau 65 pour maintenir solidement le tube 60. Les trois colliers de serrage 61, qui entourent le tube 60 comme indiqué ci-dessus, comportent chacun à leur partie supérieure une patte 61a contre laquelle est appliqué le fil 58, lequel est serré par une plaque de maintien 61 > qui vient se visser dans la patte 61g.

Les poteaux selon l'invention peuvent être aménagés pour donner naissance à des effets lumineux en vue de l'éclairage, de la visualisation ou de la signalisation.

L'éclairage peut être un éclairage fonctionnel, d'ambiance ou décoratif.

Les poteaux transparents, en zone urbaine, peuvent participer à l'éclairage fonctionnel (Figures 21 et 21a) des chaussées, des trottoirs et des passages. L'émetteur de lumière 68, placé en partie basse, à l'intérieur du poteau 45, éclaire axialement vers le haut du poteau. En partie haute, le faisceau lumineux est réfléchi par un miroir 60, dont la forme et la position permettent de répartir l'éclairement dans les endroits prédéterminés. Ce positionnement de l'émetteur de lumière 68 en partie basse, accessible, facilite la maintenance et le remplacement.

Dans le cas d'un éclairage d'ambiance (Figures 22 et 22a-22d), un diffuseur 70 intercepte le faisceau lumineux issu de l'émetteur 68. Un miroir 71 capte et renvoie sur le diffuseur 70 la portion non interceptée. Le faisceau émergent peut être très diffus (Figures 22a-22b) ou directif (Figures 25-25d) selon le choix du diffuseur 70. Selon l'absorption ou réflexion sélective, le faisceau émergent peut être modulé en intensité lumineuse et en couleur.

Pour obtenir un éclairage décoratif (Figure 23) et engendrer par là des effets esthétiques, on peut incruster des motifs décoratifs 72 sur la surface du poteau 45, entre l'émetteur 68 en partie basse et un miroir 73 en partie haute.

Par ailleurs, de nuit, un mât ou poteau transparent non éclairé peut devenir un obstacle dangereux et, de ce fait, le visualiser discrètement apparaît comme un objectif de sécurité, pouvant se combiner avec un effet décoratif. Un éclairage intérieur diffus sera obtenu si une faible puissance lumineuse éclaire le poteau par la tranche, celuici se comportant comme une fibre optique et pouvant donner une luminosité dans toute l'épaisseur du tube. Le poteau peut également être revêtu d'une gaine intérieure dans laquelle circule le flux lumineux qui diffuse vers l'extérieur.

Au point de vue de la signalisation, les effets lumineux programmés peuvent devenir des signaux générateurs de diverses informations utiles. Ils peuvent être programmés dans leur forme et dans le temps et à différentes hauteurs pour une visibilité à plus ou moins grande distance. On peut prévoir une signalisation quasi-permanente ou intermittente (cyclique), par des éléments colorés (pictogrammes, lettres, chiffres, images, textes pour publicités, messages, balisages, guidage) et d'autres informations, provenant par exemple de baromètres, thermomètres, chronomètres, horloges, boussoles, etc.

Les poteaux selon l'invention peuvent être commandés (pour l'éclairage, la visualisation ou la signalisation), des systèmes de commande autonomes pour chaque poteau ou télécommandés par fil ou voie hertzienne.

Les poteaux selon l'invention peuvent également être équipés d'un système de lavage préinstallé permettant un entretien facile, et de tous autres dispositifs se révélant nécessaires ou appropriés selon la destination particulière du poteau.

Les Figures 24 à 26 illustrent des assemblages de poteaux 45 selon l'invention. Sur la Figure 24, on a représenté un assemblage de forme traditionnelle pour supporter des fils 73, mais réalisé avec six poteaux de l'invention, disposés deux par deux en V inversé. A leur partie supérieure, ils supportent une traverse 74 constituée par un tube de verre. A cet effet, sur le sommet de chaque poteau 45, est fixé un élément de berceau 75, et un chapeau 76 de fixation et d'assemblage vient se fixer sur les éléments de berceau 75 de deux poteaux 45 associés. De nombreux assemblages de poteaux, avec ou sans traverses et entretoises, sont ainsi envisageables.

La Figure 26 illustre aussi un assemblage, de forme traditionnelle, de deux poteaux électriques 45 selon l'invention, adjacents ou accolés.

I1 est bien entendu que les modes de réalisation ci-dessus ont été donnés à titre indicatif et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention. Les poutres selon l'invention peuvent présenter des aménagements d'éclairage et autres, de la même façon que les poteaux ou mâts ; elles peuvent également être accolées ou assemblées, par exemple par l'intermédiaire de traverses, pour constituer des assemblages porteurs plus complexes.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1 - Structure porteuse creuse, en majeure partie transparente, de haute résistance mécanique au cisaillement et au choc, destinée à être utilisée comme poteau ou comme poutre encastrée ou sur appuis, caractérisée par le fait qu'elle est essentiellement réalisée en verre minéral et/ou organique dans sa partie visible, que sa paroi comporte au moins deux couches, la ou les couches formant la partie extérieure étant agencées, dans leur forme et/ou leur composition, pour être capables d'assurer la protection contre les chocs, et la ou les couches formant la partie intérieure étant agencées, dans leur forme et/ou leur composition, pour que la structure soit capable de satisfaire la performance mécanique demandée.

2 - Structure porteuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que sa partie extérieure est constituée par une couche sacrificielle de verre essentiellement minéral, éventuellement doublé intérieurement d'une couche de verre organique, appliquée selon le cas par collage, soudure, coextrusion, coétirage ou feuilletage sur la partie intérieure de la structure porteuse.

3 - Structure porteuse selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte deux couches de verre en étroit contact par soudure thermique ou coextrusion ou coétirage, l'une formant la partie extérieure et l'autre, la partie intérieure, un écart d'au moins 20% existant entre les coefficients de dilatation des verres de la partie extérieure et de la partie intérieure.

4 - Structure porteuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que sa partie extérieure est constituée par un film d'un verre organique, appliqué par collage ou soudure sur la ou les couches constituant la partie intérieure de la structure porteuse.

5 - Structure porteuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par ou qu'elle comporte un verre renforcé par un processus de trempe approprié pour que la zone trempée constitue la partie extérieure assurant la résistance au choc.

6 - Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins un élément tubulaire en verre borosilicaté ou sodocalcique, monocouche ou multicouche ou composite feuilleté, notamment de section circulaire, ellipsoïdale, polygonale éventuellement arrondie aux angles et/ou à côtés incurvés, la section pouvant varier en forme et/ou en dimension le long de l'axe longitudinal de ladite structure, les éléments tubulaires, lorsqu'ils sont plusieurs, étant agencés par superposition ou emmanchement ou imbrication et liés entre eux par collage, soudure ou manchonnage, de façon à atteindre le longueur totale désirée.

7 - Structure porteuse selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'un élément tubulaire est obtenu d'un seul tenant par formage de verre fondu par extrusion, étirage, coextrusion, coétirage ou feuilletage.

8 - Structure porteuse selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'un élément tubulaire est constitué par l'assemblage par collage ou soudure d'éléments longitudinaux plans ou de profil cintré ou plié.

9 - Structure porteuse selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comprend une enveloppe externe et une partie interne formées chacune par superposition d'éléments tubulaires, décalés pour que la jonction des deux éléments tubulaires (2) de l'enveloppe externe se situe en regard d'un élément tubulaire (1) de la partie interne.

10 - Structure porteuse selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée par le fait qu'elle consiste en une succession d'éléments tubulaires (3 à 6) emmanchés ou imbriqués les uns dans les autres par leurs régions d'extrémité, de section décroissant progressivement ou par étages en direction de la partie supérieure de la structure porteuse.

11 - Structure porteuse selon l'une des revendication 1 à 10, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins une plaque de consolidation (31ê à 31d), disposée transversalement dans la structure creuse.

12 - Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que sa partie destinée à être encastrée est dotée d'une couche d'enrobage (46a, 46b) en contact avec le verre en un matériau élastique, présentant cependant une dureté et/ou une épaisseur calculées pour éviter le poinçonnage par les matériaux utilisés pour l'encastrement.

13 - Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 11, destinée à constituer un poteau (45), caractérisée par le fait que sa base est reçue dans la partie émergeant du sol d'un support rigide (49) enfoncé partiellement dans le sol, avec interposition d'un joint souple (46, 55) protégeant le verre contre la corrosion, ladite partie pouvant comporter une porte (50) d'accès à une cavité (51) destinée à recevoir des équipements.

14 - Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée par le fait que sa partie visible est revêtue en outre par au moins une couche protectrice mince, extérieure et/ou, le cas échéant, intérieure, anti-corrosion, anti-buée, anti-salissures ou anti-reflets.

15 - Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 14, destinée å former un poteau électrique (45), caractérisée par le fait qu'elle constitue un poteau isolant par lui-même ou en combinaison avec des pièces complémentaires en matériau isolant.

16 - Structure porteuse selon la revendication 15, caractérisée par le fait qu'elle supporte un armementisolateur (60) en verre minéral ou organique.

17 - Structure selon l'une des revendications 15 et 16, caractérisée par le fait qu'elle est agencée pour recevoir les fils électriques soit directement, soit par l'intermédiaire de pièces ou colliers de serrage (65-65a, 61).

18 - Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisée par le fait qu'elle est pourvue de moyens la rendant étanche, respirante ou ventilée.

19 - Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 18, à l'intérieur de laquelle sont intégrés, au moins partiellement, des moyens d'éclairage, fonctionnel, d'ambiance ou décoratif, et/ou des moyens de visualisation et de signalisation.

20 - Assemblage porteur comportant au moins deux structures porteuses telles que définies à l'une des revendications 1 à 19.