WO1989008234A1 - Procede et dispositif pour declencher une avalanche - Google Patents

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WO1989008234A1
WO1989008234A1 PCT/EP1989/000211 EP8900211W WO8908234A1 WO 1989008234 A1 WO1989008234 A1 WO 1989008234A1 EP 8900211 W EP8900211 W EP 8900211W WO 8908234 A1 WO8908234 A1 WO 8908234A1
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tank
explosion
rigid
mixture
barrel
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PCT/EP1989/000211
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Inventor
Jacob Schippers
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Jacob Schippers
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D3/00—Particular applications of blasting techniques
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/04—Sound-producing devices
    • G10K15/043—Sound-producing devices producing shock waves

Definitions

  • the present invention relates to a method for triggering an avalanche, in which one or more explosions of an explosive material are caused in a predetermined area where it is desired to trigger the avalanche.
  • the system marketed under the name C.A.T.EX. is well known. which consists of cables carrying explosives for the preventive triggering of avalanches. This system transports loads of dynamite by cable which, arriving over the avalanche corridor to be treated, explode causing a snowfall. A shot made after each heavy snowfall prevents accumulation which could be dangerous.
  • This system essentially consists of a set of pylons which support a closed loop of a transporter cable which passes over one or more avalanche corridors. A power station fixed to the ground or on a pylon makes it possible to drive this cable and to transport a device carrying the explosive charge above one of the avalanche corridors. This device consists of a descender device which can be of the descender type with slow wick, descender with timer, descender with winch with microprocessor or descender with radio control.
  • the explosive charge is brought to a substantially constant distance above the upper surface of the layer of snow whose sliding is to be caused and explodes, generating a shock wave which propagates in all directions.
  • the part of this shock wave which is oriented towards the layer of snow triggers its displacement and causes the avalanche.
  • the present invention proposes to remedy all the drawbacks mentioned above and to make available a simple and effective method for triggering avalanches in all the sites to be protected.
  • a combustible gas is used as the gaseous fuel.
  • This combustible gas is preferably chosen from the group of substances comprising hydrogen, tetraine, acetylene, propane, methane and a mixture of these substances, and it is possible to use oxygen or ozone as a gaseous oxidizer. Air or air enriched with oxygen or ozone can also be used as a gaseous oxidizer.
  • a gaseous mixture composed of at least approximately 1/6 by volume of fuel and 5/6 by volume of oxygen is used. This mixture is advantageously carried out at atmospheric pressure.
  • the gaseous fuel and the gaseous oxidant are simultaneously introduced into the rigid explosion tank, through a mixing device arranged to form a homogeneous mixture.
  • the mixture is advantageously caused to explode by means of a spark generated inside the rigid explosion tank, in an area arranged near one of its internal walls opposite its open end.
  • an explosion tank placed close to the ground and the opening of which is oriented in the direction of the slope of the ground in said predetermined area.
  • the rigid explosion tank is filled by manual or remotely controlled valves and the spark is produced by means of a piezoelectric device.
  • the spark can also be produced by means of a lighter stone activated by a controlled drive mechanism.
  • the explosion is caused in an explosion tank having the shape of a barrel having a closed bottom and a frontal mouth, and the breath caused by this explosion is diffused over the layer of snow to be evacuated by said avalanche and the shock wave caused by the explosion is propagated, below and in this layer of snow.
  • the mixture is caused to explode in an intermediate zone located between the closed bottom and the front muzzle of the barrel.
  • the explosive mixture is prepared by passing the fuel gas and the oxidant gas respectively from sources. pressurized gas through buffer tanks where they are at a pressure between the pressure of said sources and atmospheric pressure.
  • the device produced according to the method of the invention is characterized in that it comprises a rigid explosion tank disposed in the predetermined area, said tank comprising at least one opening at one of its ends, means for filling this tank with 'A gaseous mixture of a fuel and an oxidizer and means for triggering the explosion of this mixture inside said rigid explosion tank.
  • the device comprises at least one tank containing the fuel and one tank containing the oxidant, supply pipes connecting respectively these tanks to said rigid explosion tank, and valves mounted on these pipes to allow the passage of fuel and oxidizer in said rigid explosion tank.
  • This tank is equipped with mixing means arranged to ensure the homogeneity of the gas mixture in the rigid explosion tank. It can also include means for generating a spark inside this tank.
  • the rigid explosion tank is mounted close to the ground and its open end is oriented substantially in the direction of the slope of the ground in said predetermined area.
  • This tank has a cylindrical shape closed at one of its ends and has at least one front opening whose section is less than the diameter of the tank, this opening being connected to the body of the tank by a substantially conical section in the form of a nozzle.
  • the ignition device arranged to cause the spark is mounted on the closed bottom of the rigid explosion tank of cylindrical shape.
  • the rigid explosion tank has the shape of a cannon comprising a closed bottom and a front mouth, the closed bottom is anchored to the ground and the front mouth opens out above the layer of snow to be evacuated by said avalanche .
  • This barrel is advantageously equipped with means for generating a spark in an intermediate zone between the closed bottom and the frontal mouth.
  • the front muzzle of the barrel is equipped with means for ensuring the diffusion of the breath caused by the explosion and the closed bottom is secured to a massive base anchored to the ground.
  • the front mouth of the barrel has a flare.
  • the barrel can also have an elongated shape and comprise a progressive narrowing of the section in the direction of the frontal mouth.
  • the ignition device is preferably of the piezoelectric type. It can also advantageously include a lighter stone or an electric explosive igniter.
  • This ignition device preferably includes ignition electrodes associated with a high voltage source to create an arc between said electrodes.
  • the rigid explosion tank has a cylindrical shape and has several openings associated with nozzle cones, formed along its side wall.
  • fig. 1 represents a schematic view of a preferred embodiment of the device according to the invention in which oxygen is used as oxidant
  • fig. 2 shows a variant of the device of FIG. 1 in which air is used as oxidizing gas
  • fig. 3 shows a cross-sectional view of the explosion tank used for the embodiment illustrated in FIG. 1,
  • fig. ⁇ represents a perspective view of another embodiment in which the rigid explosion tank is arranged transversely and has several openings
  • fig. 5 shows a sectional view of the device of FIG.
  • fig. 6 illustrates a partial view of another embodiment of the device according to the invention.
  • fig. 7 represents an enlarged view of an ignition mechanism comprising a lighter stone
  • fig. 8 illustrates a variant of the device shown in FIG. 6.
  • fig. 9 represents an overall view illustrating another embodiment of the device according to the invention.
  • fig. 10 illustrates a variant of the device of FIG. 9,
  • fig. 1 1 to I *. represent two other embodiments of the device according to the invention,
  • the device shown consists essentially of a rigid explosion tank 10 of cylindrical shape, having a closed bottom 1 1 and an opening 12 formed at its end opposite to the closed bottom 1 1, this opening being disposed at the 'end of a section 13 of narrowed section having, in the example shown, a substantially frustoconical shape.
  • the tank 10 is firmly anchored to the ground by means of metal arms 1 welded on the one hand to the rigid explosion tank 10, and taken on the other hand from the mass of anchor blocks 15 preferably made of reinforced concrete.
  • the explosion tank 10 is equipped at its base with injection mouthpieces 16 which are connected, by means of two conduits 17 and 18, respectively to a fuel supply station 19, and to a supply station 20 by oxidizing.
  • the fuel supply station 19 consists for example of two bottles 21 of propane gas stored in a manner known per se in the liquid state, of a buffer tank 22 connected to the tanks 21 by a pressure reducer 23, and of a valve 2k mounted at the outlet of the buffer tank and which controls the injection of fuel gas into the rigid explosion tank 10.
  • the buffer tank 22 is designed to contain fuel gas at a pressure of the order of 3 bars.
  • the 2k valve can be operated manually, mechanically, electromagnetically etc.
  • the oxidant gas supply station 20 is advantageously composed of two bottles 25 containing oxygen stored in a manner known per se in the liquid state, of a buffer tank 26 connected to these bottles through a regulator 27 and a valve 28 identical to the valve 2k, which controls the injection of oxygen into the rigid explosion tank 10.
  • the buffer tank 26 is arranged to receive gas at a pressure of the order of 3 bars, and the valve 28 can be manual, mechanical, electromagnetic, etc. controlled.
  • a spark is produced by means of an ignition device 29 mounted on the bottom 11 of the rigid explosion tank 10.
  • This spark can be generated by various means which will be described later, and preferably triggered by a remote-controlled device 30 mounted near the fuel and oxidant stations.
  • the mouths for injecting the two gases into the explosion tank 10 each comprise a fuel injector 31 which is mounted substantially in the center of an oxidizer injector 32 having substantially the shape of a flared funnel, directed towards the interior of tank. This means ensures a homogeneous mixture of the two gases injected into the tank, and ensures maximum efficiency of the explosion caused.
  • the conduits 17 and 18 are respectively equipped with two non-return valves 33 which prevent the backflow of the explosive mixture into the pipes and towards the supply stations.
  • the explosion tank 10, and more particularly its opening 12 is oriented in the direction of the slope and mounted at a relatively small distance from the ground so that the nozzle formed by the orifice of the tank explosion 10 is substantially disposed at the height of the layer of snow to be released which is materialized by the line 3k.
  • the device operates as follows: the operator controls the simultaneous opening of the valves 2k and 28 and performs the filling of the rigid explosion tank 10 by means of a homogeneous mixture of fuel and oxidizer at atmospheric pressure.
  • the flows are calculated in such a way that the tank contains, when it is filled, approximately 1/6 of fuel and 5/6 of oxidizer.
  • a spark is generated at the ignition device 29 and the explosion is caused which propagates exponentially along the tank in the direction of the opening 12. Due to the étran ⁇ slip in the form of a nozzle created in the area of the opening 12 and of the frustoconical section 13, an extremely powerful breath and a shock wave are created both which have the effect of releasing and setting in motion the mass of snow at clear out.
  • the tank is rigid enough to withstand the explosion, and the opening of this tank is directed in the direction of the slope, the blast of the explosion propagates in the direction of this slope in a perfectly oriented manner, therefore with maximum efficiency.
  • the use of a rigid tank therefore constitutes the essential element which makes it possible to direct the breath and to avoid propagation in all directions, and consequently a dissemination of energy. It was found that, when the ignition device 29 was mounted inside the tank 10 in a position remote from the bottom 11 of this tank, the efficiency of the explosion was lower. The best results are obtained with an elongated tank, an ignition device mounted inside the closed bottom of this tank and an orifice linked to the body of this tank via a throttling zone.
  • the device of fig. 2 differs from the previous embodiment in that it uses air as the oxidizing gas.
  • it comprises a rigid explosion tank 10 provided with a closed bottom 11 and a front opening 12.
  • the explosion tank is moreover equipped with a chimney kO which ensures the arrival of air in the tank. This chimney must be high enough to exceed the upper surface of the 3k layer of snow.
  • the tank comprises, at its lower part, a series of diffusers k l surrounding the injectors 31 connected to the fuel gas supply station 19.
  • the latter comprises as before two bottles of propane, hydrogen, tetraine, acetylene, methane etc.
  • the feed station 19 like the feed stations 19 and 20 described with reference to FIG. 1, can be mounted at some distance from the explosion tank in a room or in a shelter specially fitted out for this purpose, and not shown in the figures.
  • the procedure is essentially the same as before.
  • a predetermined quantity of fuel gas is injected which is distributed by the diffusers kl and mixes with the air contained inside the tank.
  • the air-fuel mixture expels the air initially contained in the tank through orifice 12.
  • a spark is produced which generates the desired explosion.
  • This explosion propagates as before in an exponential way towards the opening of the tank and shakes, by the breath and the shock wave, the layer of snow located downstream.
  • a particularly important advantage of this device is that after an unsuccessful or partially successful first shot, a second or even a third explosion can be caused after the first.
  • Another advantage of this system is that it is very compact, economical to install and use, and particularly safe in that all the handling of " dangerous substances is carried out automatically and remotely.
  • This device can be installed practically anywhere, at the top of any avalanche corridor, under an overhanging ridge, etc.
  • the fuel gas and oxygen cylinders can be put in place during the summer and used, to evacuate dangerous accumulations of snow, during the winter season.
  • Fig. 3 shows a view of the rear of the tank 10 used in the installation shown in FIG. 1.
  • This arrangement shows the arrangement of the fuel injectors 31 and of the oxidizer 32.
  • the diameters of the fuel 17 and oxidizer supply tubes 17 are different, which makes it possible to carry out the desired dosage of the explosive mixture.
  • the explosive mixture advantageously consists of 1/6 of fuel gas and 5/6 of oxidizing gas.
  • the ignition device 29 consists for example of two electrodes 50 and 51 which are supplied, through a connecting cable 52, at high voltage capable of generating between the electrodes a small electric arc which can ignite The mixture.
  • Fig. k illustrates a variant in which the rigid explosion tank 10 is mounted transversely. For reasons of convenience and economy, it has a cylindrical shape closed at both extremities. Along its lateral surface, the explosion tank 10 in this case has five openings 12 connected to the body of the tank by substantially frustoconical sections 13. The tank is, as before, mounted on concrete blocks 15 and maintained in position by fixing flanges k, firmly anchored in concrete blocks.
  • the advantage of this device lies in the fact that the plurality of openings 12 makes it possible to spread the blast generated by the explosion inside the tank over a wider surface, substantially fan-shaped. This effect can be increased by a specific orientation of the axes of the openings 12.
  • the series of openings 12 could possibly be replaced by a single opening having a substantially rectangular section. In this case, the height of this opening would be substantially equal to the diameter of the openings 12 shown in FIG. k, and its length could be equal to a significant part of the length of the tank.
  • the rigid explosion tank 10, arranged transversely, is supplied, for example, with propane and oxygen by two supply stations 19 and 20.
  • Fig. 6 illustrates a mechanism associated with a buffer tank 60 for generating a spark by means of a lighter stone rubbed against a wheel and mounted on the rear wall of a rigid explosion tank.
  • the buffer tank 60 is associated with a cylinder 61 inside which can slide a piston 62 capable of occupying a first position 62a in which a discharge mouth 63, connecting the buffer tank 60 to the rigid explosion tank 10 (not shown), is closed, and a second position 62b in which the mouth 63 is open.
  • the piston 62 is connected to a rod 69 on which is mounted a member 6k comprising at least two springs 65 articulated to one of their ends 66 on the rod 69 and at their other end on a fixed support 67.
  • the buffer tank 60 is filled with pressurized gas injected into the orifice 68 and creates an overpressure which pushes the piston 62 from its position 62a to the position 62b.
  • This displacement of the piston has the effect of arming the springs 65.
  • the opening of the discharge orifice 63 lowers the pressure inside the buffer tank and allows, at a given moment, the sudden return of the springs 65 in their initial position 65a.
  • a thumbwheel 70 on which a lighter stone 71 is supported can be rotated in a sufficiently brutal manner, by a rod 72 appropriately coupled to the piston rod 69, to cause the spark triggering the explosion inside the tank.
  • the wheel 70 can be driven in rotation for example by means of a flat spring 73 which cooperates with a toothing 7k in the form of a pawl formed on one of the flanks of the grooved wheel 70.
  • Fig. 8 represents a system inspired by the device illustrated in FIG. 6 which comprises a first buffer tank 80 intended to receive the fuel, and a second buffer tank 81 intended to receive the oxidant. Note that the two tanks have substantially different volumes, the second having a volume which is about four times the volume of the first.
  • the buffer tank 80 is associated with a mechanism 82 substantially identical to that described with reference to FIG. 6, and the buffer tank 81 is associated with a second mechanism 83 substantially identical to the mechanism 82.
  • Each of these mechanisms comprises a piston rod, respectively 84 and 85, which is articulated at the two ends of a lever 86 pivoting at 87 on a fixed support 88.
  • an ignition device 89 with lighter stone is associated with this mechanism.
  • This arrangement is particularly advantageous in that the ignition can only take place when the two spring mechanisms are both disarmed. Indeed, as long as there is an overpressure inside one of the two buffer tanks 80 or 81, the corresponding springs remain armed and the pivoting rod 86 remains in position, even if the other mechanism corresponding to the another buffer tank is disarmed.
  • the device shown essentially consists of an elongated barrel 110 having a closed bottom 11 and a front mouth 1 12 formed at its opposite end from the closed bottom 11 1.
  • the barrel 1 10 is fixed to its base by anchoring in a rigid rigid construction 1 13 consisting for example of a concrete block integral with the wall of the mountain, and in the vicinity of its anterior end by a carrying arm 1 14 supported by an anchoring block 1 15, for example made of concrete.
  • the barrel 1 10 is connected to a first circuit 1 16 which ensures the supply of oxidizing gas which is preferably oxygen coming from tanks 1 17 of liquid oxygen and passing through a buffer tank 1 18 which can be replaced by a flow meter and secondly to a second circuit 1 19 of fuel gas from a source 120 constituted for example by a bottle of propane or another combustible gas, and passing through a buffer tank 121 which can also be replaced by a flow meter.
  • the two circuits 1 16 and 1 19 emerge inside the barrel 1 10 by injection nozzles 122 which are designed to simultaneously inject the fuel gas and the oxidant gas in the proportions required to obtain an explosive mixture.
  • the sources of oxidizing gas 1 17 and fuel 120, as well as the buffer tanks 1 18 and 121 and a remote control unit schematically represented by the housing 123, are advantageously housed inside a construction 124 arranged in a protected place upstream of the barrel 1 10.
  • the barrel 1 10 has, in this embodiment, a shape which narrows in - "-
  • the latter is equipped with a deflector cap 125 whose purpose is to return the breath caused by the explosion inside the barrel towards the snowpack whose surface is preferably located a few meters below the front mouth of this cannon and diffuse this breath over as wide a surface as possible.
  • the height of the support arm 114 is calculated in such a way that the frontal mouth 1 12 is always located approximately 2 m above the upper surface of the snowpack when it is decided to make a shot to trigger a avalanche.
  • the ignition is done by means of a spark plug 126 or any other electrical, piezoelectric, explosive, mechanical, etc. device capable of causing a spark.
  • the spark plug is mounted on the closed bottom 11 1 of the barrel 110.
  • the explosion begins in this zone and propagates at an increasing speed in the direction of the frontal mouth 125.
  • the breath caused by the explosion and diffused by the deflector cap 125, destabilizes the snowpack and triggers the avalanche.
  • the shock wave due to the explosion acts on the anchor block 1 13 and propagates through the rock wall, which constitutes the base of the slope supporting the snowpack that we want to detach, and causes a cracking of this mantle at its base.
  • the combined effects of the shock wave and the blast are generally sufficient to trigger the avalanche following an explosion. If a first explosion is insufficient to achieve the desired objective, a new filling of the tank can be controlled remotely and a second, or even a third or a fourth shot, can be triggered to generate the desired effect.
  • Fig. 9 describes a device corresponding to an advantageous embodiment usable in certain contexts well defined by the geographic site of their establishment. Many variants can be imagined depending on the local context of implementation of the system. The variants illustrated in FIGS. 10 to 14 each meet certain specific needs but all respect the basic principle of device of fig. 9.
  • Fig. 10 shows a device which differs from that of FIG. 9 by the fact that the barrel is adjustable in height.
  • the closed bottom 1 1 1 of this barrel is placed on a pivoting seat 130, articulated on a fixed axis 131 carried by a support 132 made integral with the anchoring block 1 13.
  • the support arm 1 14 of the device of FIG. 9 has been replaced by a telescopic arm 133 which is articulated by means of an axis 134 on a connecting piece 135 connected to the barrel and by an axis 136 on a flange 137 integral with the base or the column 1 15.
  • This variant allows the installation of the device in a site where the snow depth can be variable, the height of the front end of the gun 110 then being adjusted at the start of the winter season according to the average heights of the snowpack at the location of the implementation of the system observed in previous years.
  • Fig. 11 shows another embodiment of the device in which the barrel 110 has a rear cylindrical section 140 and a front section 141 in the form of an elbow which ends in a deflector 142 defining the front mouth 1 12 of this barrel.
  • the closed bottom 1 1 1 of the barrel 1 10 is constituted by a thick sheet metal plate 143 which is fixed directly to the anchoring block 1 13 whose base is, as before, made integral with the blank of the mountain.
  • the filling circuits 1 16 and 119 respectively associated with controlled valves 144 and 145, make it possible to inject the oxidizing gas and the fuel gas respectively by an injector 122 mounted in the rear part of the barrel 1 10.
  • the ignition means 146 are mounted in a part of the barrel situated approxi ⁇ matively at the rear third of its length. Thanks to this position, the explosion is initialized at this location and propagates in both directions, that is to say towards the closed bottom of the barrel where it causes a shock wave which is transmitted to the anchor block 1 13 and shakes the base of the snowpack, and towards the frontal mouth where it generates a breath which disturbs the snowpack represented by the line 147, on its surface in the area below said frontal mouth 1 12.
  • the barrel is as previously supported by an arm 14 fixed on a column or a support block 115. In the case where the ignition is carried out in the central part of the barrel, one notes rather complex phenomena of reflection of the rear wave and double explosion in the open area of the barrel.
  • Fig. 12 illustrates a variant of the device of FIG. 11 in which the injection nozzle, disposed at the rear of the barrel 110, has been replaced by a series of injection nozzles 122 mounted at the base of the cylindrical section 140 of this barrel.
  • the ignition device 146 has been moved forward, substantially at the junction of the section 140 and the elbow 141.
  • This embodiment makes it possible to reinforce the rear wave and to generate a double explosion at the front of the barrel in due to a reflection which occurs on the closed bottom 111 of the barrel.
  • this closed bottom 111 has a rounded shape 150 which allows better transmission of the shock wave to the anchor block 113 and good reflection of this wave towards the front muzzle of the barrel.
  • Fig. 13 illustrates another embodiment in which the barrel
  • the circuits for supplying the oxidizing gases 116 and fuel 119 open at the rear of the barrel at the level of the closed bottom which has the smallest section, and the ignition point 160 is arranged in the vicinity from this closed bottom. In this case, the explosion propagates from back to front to create a breath acting on the upper surface of the snowpack.
  • Fig. 14 illustrates another embodiment which in a way constitutes a combination between the embodiments of FIGS. 1 1 and 13.
  • the barrel 110 consists of a tapered rear section 170 which narrows from the rear to the front, a central section 171 of frustoconical shape which widens from the rear to the front, a elbow 172 which extends the central section 171 and a deflector 173 which defines the front mouth 112.
  • the closed bottom 1 11 of the barrel 110 is constituted by a plate of thick sheet metal or steel 174 which is made integral with the anchoring block 1 13.
  • the filling of the fuel and gas respectively oxidizer is carried out through an injection nozzle 122 connected to circuits 1 16 and 1 19 by means of valves 144 and 145 identical to those shown in FIG. 1 1.
  • the ignition device 175 is mounted at the junction of the two sections 170 and 171.
  • This device has the advantage of generating an explosion which propagates in both directions, which has the effect of causing both a surface action and an action of depth on the snowpack.
  • the present invention is not limited to the embodiments described but could undergo different modifications and come in various variants obvious to those skilled in the art.
  • the ignition device could be designed and produced on the basis of the application of various other physical principles such as piezoelectricity, etc. It is also possible to use an explosive primer of the type existing on the market. The disadvantage of this system is that it only allows one shot.
  • the piezoelectric type systems, the mechanical systems associated with a lighter stone or the high voltage electrode systems allow successive shots in the event of partial or total failure of a first shot.
  • the shape and dimensions of the tanks must be adapted to the site to be protected.
  • the commands for triggering the explosion can be varied depending on the possibilities of access to the site.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour déclencher une avalanche. Ce dispositif se compose essentiellement d'une cuve d'explosion rigide (10) fermée à son extrémité (11) et pourvue d'une ouverture frontale (12). Cette cuve est montée dans le sens de la pente sur laquelle on veut provoquer l'avalanche. Elle est associée à une station d'alimentation en gaz carburant (19) et à une station d'alimentation en gaz comburant (20). Ces deux stations sont reliées par des tubulures (17 et 18) à des injecteurs (16) disposés à l'intérieur de la cuve (10). Un dispositif d'allumage (29) est monté au fond de la cuve et peut être commandé à distance par un dispositif déclencheur (30). Le dispositif est avantageux en ce que l'explosion se propage exponentiellement à l'intérieur de la cuve d'explosion rigide, et provoque un souffle puissant de très grande vitesse à la sortie de cette cuve.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR DECLENCHER UNE AVALANCHE
La présente invention concerne un procédé pour déclencher une avalanche, dans lequel on provoque une ou plusieurs explosions d'une matière explosive dans une zone prédéterminée où l'on souhaite déclencher l'avalanche.
Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé pour déclencher une avalanche, comportant des moyens pour provoquer au moins une explosion d'une matière explosive dans une zone prédéterminée où l'on souhaite déclencher cette avalanche.
On connaît bien le système commercialisé sous la dénomination C.A.T.EX. qui se compose de câbles transporteurs d'explosifs pour le déclenchement préventif des avalanches. Ce système transporte par câble des charges de dynamite qui, parvenues au-dessus du couloir d'avalanche à traiter, explosent en provoquant une coulée de neige. Un tir effectué après chaque chute importante de neige permet d'éviter une accumulation qui risque d'être dangereuse. Ce système se compose essentiellement d'un ensemble de pylônes qui supportent une boucle fermée d'un câble transporteur qui passe au-dessus d'un ou de plusieurs couloirs d'avalanches. Une station motrice fixée au sol ou sur un pylône permet d'entraîner ce câble et de transporter un dispositif porteur de la charge explosive au-dessus de l'un des couloirs d'avalanche. Ce dispositif se compose d'un appareil descendeur de charge qui peut être du type descendeur à mèche lente, descendeur à minuterie, descendeur à treuil avec microprocesseur ou descendeur à radio-commande.
Dans tous les cas, la charge explosive est amenée à une distance sensiblement constante au-dessus de la surface supérieure de la couche de neige dont on veut provoquer le glissement et explose en engendrant une onde de choc qui se propage dans toutes les directions. En général, la partie de cette onde de choc qui est orientée vers la couche de neige déclenche le déplacement de celle-ci et provoque l'avalanche. Bien que ce système ait démontré son efficacité par les nombreuses installations réalisées au cours des quinze dernières années, il présente cependant plusieurs défauts. L'installation du circuit de câble qui nécessite la mise en place de nombreux pylônes soutenant ce câble est une opération difficile et très coûteuse, ce qui limite fortement les possibilités d'implantation de ce système. Par ailleurs, lors de l'explosion, seule une partie relativement limitée de l'énergie dégagée par la charge agit sur la couche de neige, étant donné que le souffle et l'onde de choc se propagent à la manière d'ondes sphériques dans toutes les directions de l'espace. De ce fait, l'efficacité du sytème est relativement modeste et les charges explosives doivent être importantes au regard des résultats à obtenir.
Enfin la manipulation de charges explosives reste une opération dangereuse quelles que soient les précautions prises par les opérateurs.
La présente invention se propose de remédier à l'ensemble des inconvé¬ nients mentionnés ci-dessus et de mettre à disposition un procédé simple et efficace pour déclencher les avalanches dans tous les sites à protéger.
Ce but est atteint par le procédé selon l'invention caractérisé en ce que l'on provoque au moins une explosion d'un mélange de carburant et de comburant gazeux à l'intérieur d'une cuve d'explosion au moins partielle¬ ment ouverte à une de ses extrémités et disposée dans ladite zone prédéterminée.
Selon une forme de réalisation du procédé, on utilise un gaz combustible comme carburant gazeux. Ce gaz combustible est de préférence choisi parmi le groupe de substances comportant l'hydrogène, le tétraine, l'acétylène, le propane, le méthane et un mélange de ces substances, et l'on peut utiliser de l'oxygène ou de l'ozone comme comburant gazeux. L'on peut également utiliser de l'air ou de l'air enrichi avec de l'oxygène ou de l'ozone comme comburant gazeux. Dans le procédé selon l'invention, l'on utilise un mélange gazeux composé au moins approximativement de 1/6 en volume de carburant et de 5/6 en volume d'oxygène. L'on effectue avantageusement ce mélange à la pression atmosphérique.
De préférence, l'on introduit simultanément le carburant gazeux et le comburant gazeux dans la cuve d'explosion rigide, à travers un dispositif mélangeur agencé pour former un mélange homogène. L'on provoque avantageusement l'explosion du mélange au moyen d'une étincelle engendrée à l'intérieur de la cuve d'explosion rigide, dans une zone disposée à proximité d'une de ses parois intérieures opposée à son extrémité ouverte.
L'on utilise de préférence une cuve d'explosion disposée à proximité du sol et dont l'ouverture est orientée dans le sens de la pente du terrain dans ladite zone prédéterminée.
D'une façon avantageuse, l'on effectue le remplissage de la cuve d'explosion rigide par des vannes manuelles ou commandées à distance et l'on produit l'étincelle au moyen d'un dispositif piézo-électrique. L'on peut également produire l'étincelle au moyen d'une pierre à briquet actionnée par un mécanisme d'entraînement commandé.
Selon une forme de réalisation préférée, on provoque l'explosion dans une cuve d'explosion ayant la forme d'un canon comportant un fond fermé et une bouche frontale, et on diffuse le souffle provoqué par cette explosion au-dessus de la couche de neige à évacuer par ladite avalanche et on propage l'onde de choc provoquée par l'explosion, en-dessous et dans cette couche de neige.
De préférence, on provoque l'explosion du mélange dans une zone intermédiaire localisée entre le fonds fermé et la bouche frontale du canon.
D'une façon avantageuse, on prépare le mélange explosif en faisant passer respectivement le gaz carburant et le gaz comburant des sources de gaz sous pression à travers des cuves tampons où ils se trouvent à une pression comprise entre la pression desdites sources et la pression atmosphérique.
On peut aussi préparer le mélange explosif en faisant passer respec¬ tivement le gaz carburant et le gaz comburant des sources de ces gaz sous pression à travers des débimètres pour mesurer les volumes respectifs de ces composants.
Le dispositif réalisé selon le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une cuve d'explosion rigide disposée dans la zone prédéterminée, ladite cuve comportant au moins une ouverture à une de ses extrémités, des moyens pour remplir cette cuve d'un mélange gazeux d'un carburant et d'un comburant et des moyens pour déclencher l'explosion de ce mélange à l'intérieur de ladite cuve d'explosion rigide.
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif comporte au moins un réservoir contenant le carburant et un réservoir contenant le comburant, des conduits d'amenée reliant respectivement ces réservoirs à ladite cuve d'explosion rigide, et des vannes montées sur ces conduits pour permettre le passage du carburant et du comburant dans ladite cuve d'explosion rigide. Cette cuve est équipée de moyens mélangeurs agencés pour assurer l'homogénéité du mélange gazeux dans la cuve d'explosion rigide. Elle peut également comporter des moyens pour engendrer une étincelle à l'intérieur de cette cuve.
Selon un deuxième mode de réalisation, la cuve d'explosion rigide est montée à proximité du sol et son extrémité ouverte est orientée sensiblement dans le sens de la pente du terrain dans ladite zone prédéterminée.
Cette cuve présente une forme cylindrique fermée à une de ses extrémités et comporte au moins une ouverture frontale dont la section est inférieure au diamètre de la cuve, cette ouverture étant reliée au corps de la cuve par un tronçon sensiblement conique en forme de tuyère. D'une façon avantageuse, le dispositif d'allumage agencé pour provoquer l'étincelle est monté sur le fond fermé de la cuve d'explosion rigide de forme cylindrique.
De préférence, la cuve d'explosion rigide a la forme d'un canon comportant un fond fermé et une bouche frontale, le fond fermé est ancré au sol et la bouche frontale débouche au-dessus de la couche de neige à évacuer par ladite avalanche.
Ce canon est avantageusement équipé de moyens pour engendrer une étincelle dans une zone intermédiaire entre le fond fermé et la bouche frontale.
Selon une forme de réalisation avantageuse, la bouche frontale du canon est équipée de moyens pour assurer la diffusion du souffle provoqué par l'explosion et le fond fermé est solidaire d'une embase massive ancrée au sol.
Pour diffuser le souffle provoqué par l'explosion la bouche frontale du canon comporte un évasement.
Le canon peut aussi présenter une forme allongée et comporter un rétrécissement progressif de la section en direction de la bouche frontale.
Le dispositif d'allumage est de préférence du type piezo-électrique. Il peut également avantageusement comporter une pierre à briquet ou un inflammateur électrique d'explosif.
Ce dispositif d'allumage comporte de préférence des électrodes de mise à feu associées à une source de haute tension pour créer un arc entre lesdites électrodes.
Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, la cuve d'explosion rigide présente une forme cylindrique et comporte plusieurs ouvertures associées à des cônes de tuyères, ménagées le long de sa paroi latérale.
La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'exemples de réalisations et du dessin annexé dans lequel :
la fig. 1 représente une vue schématique d'une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'invention dans lequel on utilise de l'oxygène comme comburant,
la fig. 2 représente une variante du dispositif de la fig. 1 dans lequel on utilise de l'air comme gaz comburant,
la fig. 3 représente une vue en coupe transversale de la cuve d'explosion utilisée pour la réalisation illustrée par la fig. 1,
la fig. Ψ représente une vue en perspective d'une autre forme de réalisation dans laquelle la cuve d'explosion rigide est disposée transversalement et comporte plusieurs ouvertures,
la fig. 5 représente une vue en coupe du dispositif de la fig. ,
la fig. 6 illustre une vue partielle d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention,
la fig. 7 représente une vue agrandie d'un mécanisme d'allumage comprenant une pierre à briquet,
la fig. 8 illustre une variante du dispositif représenté par la fig. 6.
la fig. 9 représente une vue d'ensemble illustrant un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention,
la fig. 10 illustre une variante du dispositif de la fig. 9, et
les fig. 1 1 à I*. représentent deux autres formes de réalisation du dispositif selon l'invention, En référence à la fig. 1, le dispositif représenté se compose essentiel¬ lement d'un cuve d'explosion 10 rigide de forme cylindrique, ayant un fond 1 1 fermé et une ouverture 12 ménagée à son extrémité opposée au fond fermé 1 1, cette ouverture étant disposée à l'extrémité d'un tronçon 13 de section rétrécie présentant, dans l'exemple représenté, une forme sensiblement tronconique.
La cuve 10 est solidement ancrée au terrain au moyen de bras métalliques 1 soudés d'une part à la cuve d'explosion rigide 10, et pris d'autre part dans la masse de blocs d'ancrage 15 réalisés de préférence en béton armé.
La cuve d'explosion 10 est équipée à sa base d'embouchures d'injection 16 qui sont reliées, au moyen de deux conduits 17 et 18, respectivement à une station d'alimentation 19 en carburant, et à une station d'alimentation 20 en comburant. La station d'alimentation 19 en carburant se compose par exemple de deux bouteilles 21 de gaz propane stocké de façon connue en soi à l'état liquide, d'une cuve tampon 22 reliée aux réservoirs 21 par un détendeur 23, et d'une vanne 2k montée à la sortie de la cuve tampon et qui commande l'injection du gaz carburant dans la cuve d'explosion rigide 10. La cuve tampon 22 est conçue pour contenir du gaz carburant à une pression de l'ordre de 3 bars. La vanne 2k peut être à commande manuelle, mécanique, électromagnétique etc.
La station d'alimentation 20 en gaz comburant se compose avantageu¬ sement de deux bouteilles 25 contenant de l'oxygène stocké d'une manière connue en soi à l'état liquide, d'une cuve tampon 26 reliée à ces bouteilles au travers d'un détendeur 27 et d'une vanne 28 identique à la vanne 2k, qui commande l'injection de l'oxygène dans la cuve d'explosion rigide 10. Comme précédemment, la cuve tampon 26 est agencée pour recevoir du gaz à une pression de l'ordre de 3 bars, et la vanne 28 peut être à commande manuelle, mécanique, électromagnétique etc.
Pour engendrer l'explosion, on provoque une étincelle au moyen d'un dispositif d'allumage 29 monté sur le fond 1 1 de la cuve d'explosion rigide 10. Cette étincelle peut être engendrée par divers moyens qui seront décrits par la suite, et de préférence déclenchée par un dispositif télécommandé 30 monté à proximité des stations d'alimentation en carburant et en comburant.
Les embouchures d'injection des deux gaz dans la cuve d'explosion 10 comportent chacune un injecteur 31 de carburant qui est monté sensiblement au centre d'un injecteur 32 de comburant présentant sensiblement une forme d'entonnoir évasé, dirigé vers l'intérieur de la cuve. Ce moyen permet d'assurer un mélange homogène des deux gaz injectés dans la cuve, et d'assurer une efficacité maximaie de l'explosion provoquée.
A titre de sécurité, les conduits 17 et 18 sont respectivement équipés de deux clapets anti-retour 33 qui empêchent le refoulement du mélange explosif dans les tuyaux et vers les stations d'alimentation. On notera que la cuve d'explosion 10, et plus particulièrement son ouverture 12, est orientée dans le sens de la pente et montée à une distance relativement faible du sol de telle manière que la tuyère formée par l'orifice de la cuve d'explosion 10 soit sensiblement disposée à la hauteur de la couche de neige à dégager qui est matérialisée par la ligne 3k.
Le dispositif fonctionne de la manière suivante : l'opérateur commande l'ouverture simultanée des vannes 2k et 28 et effectue le remplissage de la cuve d'explosion rigide 10 au moyen d'un mélange homogène de carburant et de comburant à la pression atmosphérique. Les débits sont calculés de telle manière que la cuve contient, lorsqu'elle est remplie, environ 1/6 de carburant et 5/6 de comburant. Lorsque ce remplissage est terminé, on engendre une étincelle au niveau du dispositif d'allumage 29 et on provoque l'explosion qui se propage de façon exponentielle le long de la cuve en direction de l'ouverture 12. En raison de l'étran¬ glement en forme de tuyère créé dans la zone de l'ouverture 12 et du tronçon tronconique 13, on crée à la fois un souffle extrêmement puissant et une onde de choc qui ont pour effet de dégager et de mettre en mouvement la masse de neige à évacuer. Etant donné que la cuve est suffisamment rigide pour résister à l'explosion, et que l'ouverture de cette cuve est dirigée dans le sens de la pente, le souffle de l'explosion se propage dans le sens de cette pente de manière parfaitement orientée, donc avec un maximum d'efficacité. L'utilisation d'une cuve rigide constitue donc l'élément essentiel qui permet de diriger le souffle et d'éviter une propagation dans toutes les directions, et par conséquent une dissémination de l'énergie. On a constaté que, lorsque le dispositif d'allumage 29 était monté à l'intérieur de la cuve 10 dans une position éloignée du fond 1 1 de cette cuve, l'efficacité de l'explosion était moindre. On obtient les meilleurs résultats avec une cuve allongée, un dispositif d'allumage monté à l'intérieur du fond fermé de cette cuve et un orifice lié au corps de cette cuve par l'intermédiaire d'une zone d'étranglement.
Toutes ces caractéristiques se retrouvent dans les différentes variantes décrites ci-dessous. Le dispositif de la fig. 2 diffère de la réalisation précédente en ce qu'il utilise de l'air comme gaz comburant. Il comporte comme précédemment une cuve d'explosion rigide 10 pourvue d'un fond fermé 1 1 et d'une ouverture frontale 12. La cuve d'explosion est par ailleurs équipée d'une cheminée kO qui assure l'arrivée de l'air dans la cuve. Cette cheminée doit être suffisamment haute pour dépasser la surface supérieure de la couche 3k de la neige. Dans cette forme de réalisation, la cuve comporte, à sa partie inférieure, une série de diffuseurs k l entourant les injecteurs 31 reliés à la station d'alimen¬ tation 19 en gaz carburant. Cette dernière comporte comme précé¬ demment deux bouteilles de propane, d'hydrogène, de tétraine, d'acétylène, de méthane etc.
Il est bien entendu que la station d'alimentation 19, comme d'ailleurs les stations d'alimentation 19 et 20 décrites en référence à la fig. 1, peut être montée à quelque distance de la cuve d'explosion dans un local ou dans un abri spécialement aménagé à cet effet, et non représenté sur les figures.
Le mode opératoire est sensiblement le même que précédemment. On injecte une quantité prédéterminée de gaz carburant qui est distribué par les diffuseurs kl et se mélange à l'air contenu à l'intérieur de la cuve. Le mélange air-carburant chasse l'air initialement contenu dans la cuve par l'orifice 12. Lorsque la cuve est remplie de mélange explosif, on provoque une étincelle qui engendre l'explosion souhaitée. Cette explosion se propage comme précédemment d'une façon exponentielle en direction de l'ouverture de la cuve et ébranle, par le souffle et l'onde de choc, la couche de neige située en aval.
Un avantage particulièrement important de ce dispositif est qu'après un premier tir non réussi ou partiellement réussi, une deuxième, voire une troisième explosion peuvent être provoquées après la première. Un autre avantage de ce système est qu'il est très peu encombrant, économique à l'installation et à l'utilisation, et particulièrement sûr du fait que toutes les manipulations de" substances dangereuses s'effectuent automati¬ quement et à distance.
Ce dispositif peut être implanté pratiquement n'importe où, au sommet de n'importe quel couloir d'avalanches, sous une crête en surplomb etc. Les bouteilles de gaz carburant et d'oxygène peuvent être mises en place pendant la belle saison et utilisées, pour évacuer les accumulations dangereuses de neige, pendant la saison hivernale.
La fig. 3 représente une vue de l'arrière de la cuve 10 utilisée dans l'installation représentée par la fig. 1. On aperçoit sur cette figure la disposition des injecteurs 31 de carburant, et 32 de comburant. On constate que les diamètres des tubes d'amenée 17 de carburant et 18 de comburant sont différents, ce qui permet d'effectuer le dosage souhaité du mélange explosif. En effet, le mélange explosif se compose avantageusement de 1/6 de gaz carburant et de 5/6 de gaz comburant.
Dans cet exemple de réalisation, le dispositif d'allumage 29 se compose par exemple de deux électrodes 50 et 51 qui sont alimentées, à travers un câble de liaison 52, en haute tension susceptible d'engendrer entre les électrodes un petit arc électrique pouvant enflammer le mélange.
La fig. k illustre une variante dans laquelle la cuve d'explosion rigide 10 est montée transversalement. Pour des raisons de commodité et d'économie, elle présente une forme cylindrique fermée à ses deux extrémités. Le long de sa surface latérale, la cuve d'explosion 10 comporte dans ce cas cinq ouvertures 12 raccordées au corps de la cuve par des tronçons sensiblement tronconiques 13. La cuve est, comme précédemment, montée sur des blocs en béton 15 et maintenue en position par des brides de fixation k, solidement ancrées dans les blocs en béton.
L'avantage de ce dispositif réside dans le fait que la pluralité des ouvertures 12 permet d'étaler le souffle engendré par l'explosion à l'intérieur de la cuve sur une surface plus large, sensiblement en forme d'éventail. Cet effet peut être augmenté par une orientation spécifique des axes des ouvertures 12. D'autre part, la série d'ouvertures 12 pourrait éventuellement être remplacée par une ouverture unique ayant une section sensiblement rectangulaire. Dans ce cas, la hauteur de cette ouverture serait sensiblement égale au diamètre des ouvertures 12 représentées par la fig. k, et sa longueur pourrait être égale à une partie importante de la longueur de la cuve.
Il est bien entendu que l'alimentation de cette cuve en gaz carburant et en gaz comburant est la même que celle décrite pour les deux réalisations correspondant aux fig. 1 et 2.
Dans la réalisation selon la fig. 5, la cuve d'explosion rigide 10, disposée transversalement, est alimentée par exemple en propane et en oxygène par deux stations d'alimentation 19 et 20.
La fig. 6 illustre un mécanisme associé à une cuve tampon 60 pour engendrer une étincelle au moyen d'une pierre à briquet frottée contre une molette et montée sur la paroi arrière d'une cuve d'explosion rigide. La cuve tampon 60 est associée à un cylindre 61 à l'intérieur duquel peut coulisser un piston 62 susceptible d'occuper une première position 62a dans laquelle une embouchure d'évacuation 63, reliant la cuve tampon 60 à la cuve d'explosion rigide 10 (non représentée), est obturée, et une deuxième position 62b dans laquelle l'embouchure 63 est ouverte. Le piston 62 est relié à une tige 69 sur laquelle est monté un organe 6k comprenant au moins deux ressorts 65 articulés à une de leurs extrémités 66 sur la tige 69 et à leur autre extrémité sur un support fixe 67. Lorsque le piston 62 est dans sa position d'obturation 62a, les ressorts 65 se trouvent dans la position 65a représentée en traits pleins, et lorsque le piston 62 se trouve dans sa position 62b, les ressorts 65 se trouvent dans la position armée 65b illustrée en traits interrompus.
En fonctionnement, la cuve tampon 60 se remplit de gaz sous pression injecté dans l'orifice 68 et crée une surpression qui repousse le piston 62 de sa position 62a à la position 62b. Ce déplacement du piston a pour effet d'armer les ressorts 65. L'ouverture de l'orifice d'évacuation 63 abaisse la pression à l'intérieur de la cuve tampon et permet, à un moment donné, le retour brutal des ressorts 65 dans leur position initiale 65a.
Comme le montre la fig. 7, une molette 70 sur laquelle prend appui une pierre à briquet 71 peut être entraînée en rotation de façon suffi¬ samment brutale, par une tige 72 couplée de façon appropriée à la tige de piston 69, pour provoquer l'étincelle déclenchant l'explosion à l'intérieur de la cuve. L'entraînement en rotation de la molette 70 peut se faire par exemple au moyen d'un ressort plat 73 qui coopère avec une denture 7k en forme de cliquet ménagée sur l'un des flancs de la molette cannelée 70.
La fig. 8 représente un système inspiré du dispositif illustré par la fig. 6 qui comporte une première cuve tampon 80 destinée à recevoir le carburant, et une deuxième cuve tampon 81 destinée à recevoir le comburant. On notera que les deux cuves ont des volumes sensiblement différents, la deuxième ayant un volume qui est environ quatre fois le volume de la première. La cuve tampon 80 est associée à un mécanisme 82 sensiblement identique à celui décrit en référence à la fig. 6, et la cuve tampon 81 est associée à un deuxième mécanisme 83 sensiblement identique au mécanisme 82. Chacun de ces mécanismes comporte une tige de piston, respectivement 84 et 85, qui est articulée aux deux extrémités d'un levier 86 pivotant en 87 sur un support fixe 88. Comme précédemment, un dispositif d'allumage 89 à pierre à briquet est associé à ce mécanisme. Cette disposition est particulièrement avantageuse du fait que l'allumage ne peut se réaliser que lorsque les deux mécanismes à ressorts sont tous les deux désarmés. En effet, tant qu'il règne une surpression à l'intérieur de l'une des deux cuves tampons 80 ou 81, les ressorts correspondants restent armés et la tringle pivotante 86 reste en position, même si l'autre mécanisme correspondant à l'autre cuve tampon est désarmé.
En référence à la fig. 9, le dispositif représenté se compose essentiel¬ lement d'un canon allongé 110 ayant un fond fermé 1 11 et une bouche frontale 1 12 ménagée à son extrémité opposée du fond fermé 11 1. Le- canon 1 10 est fixé à sa base par ancrage dans une construction massive rigide 1 13 constituée par exemple d'un bloc en béton solidaire de la paroi de la montagne, et au voisinage de son extrémité antérieure par un bras porteur 1 14 supporté par un bloc d'ancrage 1 15, par exemple réalisé en béton.
Le canon 1 10 est connecté à un premier circuit 1 16 qui assure l'amenée de gaz comburant qui est de préférence de l'oxygène provenant de réservoirs 1 17 d'oxygène liquide et traversant une cuve tampon 1 18 pouvant être remplacée par un débitmètre et d'autre part à un second circuit 1 19 de gaz carburant provenant d'une source 120 constituée par exemple par une bouteille de propane ou d'un autre gaz combustible, et traversant une cuve tampon 121 pouvant également être remplacée par un débitmètre. Les deux circuits 1 16 et 1 19 débouchent à l'intérieur du canon 1 10 par des buses d'injection 122 qui sont conçues pour injecter simultanément le gaz carburant et le gaz comburant dans les proportions requises pour obtenir un mélange explosif.
Comme le montre la figure, les sources de gaz comburant 1 17 et carburant 120, ainsi que les cuves tampons 1 18 et 121 et une unité de commande à distance schématiquement représentée par le boîtier 123, sont avantageusement logées à l'intérieur d'une construction 124 disposée dans un endroit protégé en amont du canon 1 10.
Le canon 1 10 a, dans cette réalisation, une forme qui se rétrécit en - « -
direction de sa bouche frontale. Cette dernière est équipée d'un capuchon déflecteur 125 dont le but consiste à renvoyer le souffle provoqué par l'explosion à l'intérieur du canon en direction du manteau neigeux dont la surface se situe de préférence à quelques mètres en dessous de la bouche frontale de ce canon et de diffuser ce souffle sur une surface aussi large que possible. On notera que la hauteur du bras porteur 114 est calculée de telle manière que la bouche frontale 1 12 se situe toujours à environ 2 m au-dessus de la surface supérieure du manteau neigeux au moment où on décide d'effectuer un tir pour déclencher une avalanche.
Dans l'exemple représenté, l'allumage se fait au moyen d'une bougie d'allumage 126 ou de tout autre dispositif électrique, piézo-électrique, explosif, mécanique etc., susceptible de provoquer une étincelle. Dans cette réalisation, la bougie d'allumage est montée sur le fond fermé 11 1 du canon 110. Dans ce cas, l'explosion débute dans cette zone et se propage à une vitesse croissante en direction de la bouche frontale 125. Le souffle, provoqué par l'explosion et diffusé par le capuchon déflecteur 125, déstabilise le manteau neigeux et déclenche l'avalanche. Par ailleurs, l'onde de choc due à l'explosion agit sur le bloc d'ancrage 1 13 et se propage à travers la paroi rocheuse, qui constitue la base de la pente supportant le manteau neigeux que l'on veut détacher, et engendre une fissuration de ce manteau à sa base. Les effets conjugués de l'onde de choc et du souffle sont en général suffisants pour déclencher l'avalanche suite à une explosion. Si une première explosion est insuffisante pour atteindre l'objectif recherché, un nouveau remplissage de la cuve peut être commandé à distance et un second, voire un troisième ou un quatrième tir, pourra être déclenché pour engendrer l'effet recherché.
La fig. 9 décrit un dispositif correspondant à une forme de réalisation avantageuse utilisable dans certains contextes bien définis par le site géographique de leur implantation. De nombreuses variantes peuvent être imaginées en fonction du contexte local d'implantation du système. Les variantes illustrées par les fig. 10 à 14 répondent chacune à certains besoins spécifiques mais respectent toutes le principe de base du dispositif de la fig. 9.
La fig. 10 représente un dispositif qui diffère de celui de la fig. 9 par le fait que le canon est réglable en hauteur. A cet effet, le fond fermé 1 1 1 de ce canon est posé sur une assise 130 pivotante, articulée sur un axe fixe 131 porté par un support 132 rendu solidaire du bloc d'ancrage 1 13. A cet effet également, le bras support 1 14 du dispositif de la fig. 9 a été remplacé par un bras télescopique 133 qui est articulé au moyen d'un axe 134 sur une pièce de liaison 135 reliée au canon et par un axe 136 sur une bride 137 solidaire de l'embase ou de la colonne 1 15.
Cette variante permet une implantation du dispositif dans un site où la hauteur de neige peut être variable, la hauteur de l'extrémité frontale du canon 110 se réglant alors au début de la saison hivernale en fonction des hauteurs moyennes du manteau neigeux à l'endroit de l'implantation du dispositif constatées les années précédentes.
La fig. 11 représente une autre forme de réalisation du dispositif dans lequel le canon 1 10 comporte un tronçon cylindrique arrière 140 et un tronçon frontal 141 en forme de coude qui se termine par un déflecteur 142 définissant la bouche frontale 1 12 de ce canon. Le fond fermé 1 1 1 du canon 1 10 est constitué par une plaque de tôle épaisse 143 qui est fixée directement sur le bloc d'ancrage 1 13 dont la base est, comme précédemment, rendue solidaire du flan de la montagne. Les circuits de remplissage 1 16 et 119, respectivement associés à des vannes com¬ mandées 144 et 145, permettent d'injecter respectivement le gaz comburant et le gaz carburant par un injecteur 122 monté dans la partie arrière du canon 1 10. Dans cet exemple de réalisation, les moyens d'allumage 146 sont montés dans une partie du canon située approxi¬ mativement au tiers arrière de sa longueur. Grâce à cette position, l'explosion est initialisée à cet endroit et se propage dans les deux directions, c'est-à-dire vers le fond fermé du canon où elle provoque une onde de choc qui se transmet au bloc d'ancrage 1 13 et ébranle la base du manteau neigeux, et vers la bouche frontale où elle engendre un souffle qui perturbe le manteau neigeux représenté par la ligne 147, à sa surface dans la zone située en dessous de ladite bouche frontale 1 12. Le canon est comme précédemment soutenu par un bras 14 fixé sur une colonne ou un bloc-support 115. Dans le cas où l'allumage s'effectue dans la partie centrale du canon, on constate des phénomènes assez complexes de réflexion de l'onde arrière et de double explosion dans la zone ouverte du canon.
La fig. 12 illustre une variante du dispositif de la fig. 11 dans laquelle la buse d'injection, disposée à l'arrière du canon 110, a été remplacée par une série de buses d'injection 122 montée à la base du tronçon cylindrique 140 de ce canon. Le dispositif d'allumage 146 a été déplacé vers l'avant, sensiblement à la jonction du tronçon 140 et du coude 141. Cette forme de réalisation permet de renforcer l'onde arrière et de générer une double explosion à l'avant du canon en raison d'une réflexion qui se produit sur le fond fermé 111 du canon. Dans ce cas, ce fond fermé 111 présente une forme arrondie 150 qui permet une meilleure transmission de l'onde de choc au bloc d'ancrage 113 et une bonne réflexion de cette onde vers la bouche frontale du canon.
La fig. 13 illustre une autre forme de réalisation dans laquelle le canon
110 présente une forme évasée et une section croissante du fond fermé
111 à la bouche frontale 112. Les circuits d'amenée des gaz comburant 116 et carburant 119 débouchent à l'arrière du canon au niveau du fond fermé qui présente la section la plus faible, et le point d'allumage 160 est disposé au voisinage de ce fond fermé. Dans ce cas, l'explosion se propage de l'arrière vers l'avant pour créer un souffle agissant sur la surface supérieure du manteau neigeux.
La fig. 14 illustre une autre forme de réalisation qui constitue en quelque sorte une combinaison entre les réalisations des fig. 1 1 et 13. Le canon 110 se compose d'un tronçon arrière tronconique 170 qui se rétrécit de l'arrière vers l'avant, un tronçon central 171 de forme tronconique qui s'élargit de l'arrière vers l'avant, un coude 172 qui prolonge le tronçon central 171 et un déflecteur 173 qui définit la bouche frontale 112. Le fond fermé 1 11 du canon 110 est constitué par une plaque de tôle épaisse ou d'acier 174 qui est rendue solidaire du bloc d'ancrage 1 13. Le remplissage des gaz respectivement carburant et comburant s'effectue au travers d'une buse d'injection 122 connectée aux circuits 1 16 et 1 19 par l'intermédiaire de vannes 144 et 145 identiques à celles représentées par la fig. 1 1. Le dispositif d'allumage 175 est monté à la jonction des deux tronçons 170 et 171.
Ce dispositif présente l'avantage d'engendrer une explosion qui se propage dans les deux sens, ce qui a pour effet de provoquer à la fois une action de surface et une action de profondeur sur le manteau neigeux.
La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites mais pourrait subir différentes modifications et se présenter sous diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art. En particulier, le dispositif d'allumage pourrait être conçu et réalisé sur la base de l'application de divers autres principes physiques tels que la piézo-élec- tricité etc. On peut également utiliser une amorce explosive du type existant dans le commerce. L'inconvénient de ce système réside dans le fait qu'il ne permet d'effectuer qu'un seul tir. Les systèmes du type piézo-électrique, les systèmes mécaniques associés à une pierre à briquet ou les systèmes à électrodes sous haute tension permettent des tirs successifs en cas d'échec partiel ou total d'un premier tir.
La forme et les dimensions des cuves doivent être adaptées au site à protéger. Les commandes de déclenchement de l'explosion peuvent être variées en fonction des possibilités d'accès au site.

Claims

Revendications
1. Procédé pour déclencher une avalanche, dans lequel on provoque une ou plusieurs explosions d'une matière explosive dans une zone prédéterminée où l'on souhaite déclencher l'avalanche, caractérisé en ce que l'on provoque au moins une explosion d'un mélange de carburant et de comburant gazeux à l'intérieur d'une cuve d'explosion au moins partiellement ouverte à une de ses extrémités et disposée dans ladite zone prédéterminée.
2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on utilise un gaz combustible comme carburant gazeux.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le gaz combustible est choisi parmi le groupe de substances comportant l'hydrogène, le tétraine, l'acétylène, le propane, le méthane, et un mélange de ces substances.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise de l'oxygène ou de l'ozone comme comburant gazeux.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme comburant gazeux de l'air ou de l'air enrichi avec de l'oxygène ou de l'ozone.
6. Procédé selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'on utilise un mélange gazeux composé au moins approximativement de 1/6 en volume de carburant et de 5/6 en volume d'oxygène.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on effectue ce mélange à la pression atmosphérique.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit simultanément le carburant gazeux et le comburant gazeux dans la cuve d'explosion rigide, à travers un dispositif mélangeur agencé pour former un mélange homogène.
9. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on provoque l'explosion du mélange au moyen d'une étincelle engendrée à l'intérieur de la cuve d'explosion rigide, dans une zone disposée à proximité d'une de ses parois intérieures opposée à son extrémité ouverte.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise une cuve d'explosion disposée à proximité du sol et dont l'ouverture est orientée dans le sens de la pente du terrain dans ladite zone prédéterminée.
1 1. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue le remplissage de la cuve d'explosion rigide par des vannes manuelles ou commandées à distance.
12. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on produit l'étincelle au moyen d'un dispositif piézo-électrique.
13. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on produit l'étincelle au moyen d'une pierre à briquet actionnée par un mécanisme d'entraînement commandé.
14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on provoque l'explosion dans une cuve d'explosion ayant la forme d'un canon comportant un fond fermé et une bouche frontale, en ce que l'on diffuse le souffle provoqué par cette explosion au-dessus de la couche de neige à évacuer par ladite avalanche et en ce que l'on propage l'onde de choc provoquée par l'explosion, en-dessous et dans cette couche de neige.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on provoque l'explosion du mélange dans une zone intermédiaire localisée entre le fond fermé et la bouche frontale du canon.
16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prépare le mélange explosif en faisant passer respectivement le gaz carburant et le gaz comburant de sources de gaz sous pression à travers des cuves tampons où ils se trouvent à une pression comprise entre la pression desdites sources et la pression atmosphérique.
17. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prépare le mélange explosif en faisant passer respectivement le gaz carburant et le gaz comburant des sources de ces gaz sous pression à travers des débitmètres pour mesurer les volumes respectifs de ces composants.
18. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, comportant des moyens pour provoquer au moins une explosion d'une matière explosive dans une zone prédéterminée où l'on souhaite déclencher l'avalanche, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve d'explosion rigide (10) disposée dans la zone prédéterminée, ladite cuve comportant au moins une ouverture (12) à une de ses extrémités, des moyens (16) pour remplir cette cuve d'un mélange gazeux d'un carburant et d'un comburant et des moyens (30) pour déclencher l'explosion de ce mélange à l'intérieur de ladite cuve d'explosion rigide.
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un réservoir (21) contenant le carburant et un réservoir (25) contenant le comburant, des conduits d'amenée (17, 18) reliant respectivement ces réservoirs à ladite cuve d'explosion rigide (10), et des vannes (24, 28) montées sur ces conduits pour permettre le passage du carburant et du comburant dans ladite cuve d'explosion rigide.
20. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la cuve (10) est équipée de moyens mélangeurs (31, 32) agencés pour assurer l'homogénéité du mélange gazeux dans la cuve d'explosion rigide.
21. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la cuve d'explosion rigide comporte des moyens pour engendrer une étincelle à l'intérieur de cette cuve.
22. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la cuve d'explosion rigide est montée à proximité du sol et en ce que son extrémité ouverte ( 12) est orientée sensiblement dans le sens de la pente du terrain dans ladite zone prédéterminée.
23. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la cuve d'explosion rigide présente une forme cylindrique fermée à une de ses extrémités (11) et comporte au moins une ouverture frontale (12) dont la section est inférieure au diamètre de la cuve, cette ouverture étant reliée au corps de la cuve par un tronçon (13) sensiblement conique en forme de tuyère.
24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage (29), agencé pour provoquer l'étincelle, est monté sur le fond fermé (1 1) de la cuve d'explosion rigide de forme cylindrique.
25. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la cuve d'explosion rigide a la forme d'un canon (1 10) comportant un fond fermé (1 1 1) et une bouche frontale ( 1 12), en ce que le fond fermé (1 1 1) est ancré au sol et en ce que la bouche frontale (1 12) débouche au-dessus de la couche de neige à évacuer par ladite avalanche.
26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que le canon (1 10) est équipé de moyens (126) pour engendrer une étincelle dans une zone intermédiaire entre le fond fermé (1 1 1) et la bouche frontale (1 12).
27. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que la bouche frontale (1 12) du canon est équipée de moyens (125) pour assurer la diffusion du souffle provoqué par l'explosion.
28. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que le fond fermé (111) est solidaire d'une embase massive (113) ancrée au sol.
29. Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce que la bouche frontale ( 1 12) du canon comporte un évasement pour diffuser le souffle provoqué par l'explosion.
30. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que le canon (1 10) présente une forme allongée et comporte un rétrécissement progressif de la section en direction de la bouche frontale.
31. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que le dispo¬ sitif d'allumage (29) est du type piézo-électrique.
32. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage (29) comporte une pierre à briquet.
33. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage (29) comporte un inflammateur électrique d'explosif.
34. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage (29) comporte des électrodes de mise à feu (50, 51) associées à une source de haute tension pour créer un arc entre lesdites électrodes.
35. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la cuve d'explosion rigide (10) présente une forme cylindrique et comporte plusieurs ouvertures (12) associées à des cônes de tuyères (13), ménagées le long de sa paroi latérale.
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