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"Dispositif routier à fileta de sécurité pour freiner les véhicules quittant accidentellement la route.
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La présente invention a pour objet un dispositif routier pour freiner les véhicules quittant accidentellement la route, dispositif comportant un élément de retenue disposé au long de la route.
Pour éviter les accidents sur les routes à circulation rapide, par exemple les autoroutes ou les pistes de courses automobiles, on a déjà utilisé des barres de guidage parallèles à la route, qui sont en acier, en béton ou en bois. En outre, on a aussi édifié pour la protection des spectateurs le long des autodromes des murs de béton ou de briques aux emplacements par- ticulièrement dangereux. On a également déjà muni les autodromes de fossés ou de plates-bandes de gazon parallèles à la piste. En outre, il est connu de protéger les spectateurs ou de les empêcher de pénétrer sur la piste par la fixation directe de grillages métal- liques à des pieux ou supports en fer noyés dans le sol ou dans des fondations, ces grillages pouvant être éventuellement renforcés par des cordages.
La distance des divers supports de telles clôtures connues varie généralement entre 1 à 3 m.
Tous les dispositifs connus précités comportent le grand défaut qu'un véhicule arrivant à grande vitesse et ayant un poids mort moyen subit, par suite d'une brève déformation ou destruction très irrégulière du dispositif de protection, des ralentissements brusques qui entraînent pour le conducteur et tous les passagers un danger mortel et généralement la destruction totale du véhicule. Ce fait est fondé pour les protections maçonnées sur la rigidité et la mas- se propre de ces maçonneries. Lorsqu'un véhicule rencontre des barres de guidage d'une construction connue avec un angle très aigu entre le plan de la barre et le vecteur vitesse du centre de gravité du véhicule celui-ci est renvoyé, par suite du couple de torsion imposé par la barre, sur la route où il occasionne souvent des collisions en série.
Même quand le véhicule s'avance à grande vitesse et sous un angle aigu ("tangage"), le contact entre la barre de protection et le véhicule endommage la direction et l'essieu avant si fortement
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que le conducteur n'est plus en état d'arrêter le véhicule d'une manière contrôlable. Des essais effectués aux Etats-Unis avec des barres de guidage ont montré en outre qu'un véhicule de tourisme de poids mpyen se jetant presque frontalement sur le plan de la barre de guidage est capable de rompre celle-ci quand la vitesse est élevée et ne s'arrête au cours du mouvement incontrôlable et totalement irrégulier généralement qu'après des tonneaux et des renversements.
Des essais effectués avec des palissades de cons- truction connue, qui comportent donc des supports rapprochés et dea grilles fixées directement à ces supports ont montré, ce qui est d'ailleurs mécaniquement évident, que les énergies cinétiques des véhicules circulant aux vitesses actuelles rendent illusoire la protection par de telles palissades, aussi bien pour le conducteur que pour les spectateurs postés derrière la palissade lors d'une course automobile. Les palissades connues sont exposées après une très faible déformation de la grille, dont la profondeur est d'environ 50 cm seulement, à subir l'inclinaison inévitable par suite de la rupture ou du fléchissement plastique des supports.
Un calcul simple et un essai statique comparatif démontrent qu'une voiture de course arrivant à environ 200 km/heure n'a perdu au moment de l'inclinaison forte de la palissade de construction connue que 6 à 8 % de son énergie cinétique initiale. Le plan incliné du grillage entraîne ensuite le "catapultage" du véhicule accidenté hors de son plan de circulation initial. Lorsque le véhicule a complètement perdu le contact avec le sol, ce mouvement imposé comporte des dangers mortels pour le conducteur et les spectateurs.
Pour supprimer ces défauts, on a aussi déjà proposé de planter au long de la route des arbustes, qui doivent servir à arrêter un véhicule quittant la route, par exemple en les plantant sur une bande de gazon au milieu d'une autoroute, afin d'arrêter le véhicule avant qu'il soit lancé sur l'autre moitié de la route. Une telle plantation faite, par exemple, avec des rosiers nains spécialement sélectionnés,
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est cependant difficile à réaliser dans la plupart des cas pour des raisons climatiques et économiques.
Des essais ont en effet montré que pour obtenir le résultat mécanique recherché, il faudrait une profondeur d'environ 4 m pour une telle plantation,
On a également proposé antérieurement de tendre des cordages aulong de la route, qui aboutissent à des colonnes massives pla- cées à des distances relativement courtes. Dans ces colonnes il existe des tambours à freins autour desquels les cordages sont enroulés. Quand un véhicule se jette sur l'une des cordes, celle-ci se déroule du tambour, le mouvement de sortie de la corde étant frei- né.
Un tel dispositif est parfaitement capable d'éviter les arrêts brusques du véhicule, mais le coût de l'installation et de l'en- tre:ion est si élevé que ces dispositifs ne peuvent pas être ins- tallés à grande échelle.et, en outre, les colonnes massives repré- sentent plutôt un danger qu'une protection.
La présente invention a pour objet d'éviter tous les défauts des installations connues et la création d'un dispositif de pro- tection qui remplit d'une façon constamment contrôlable et permet- tant des variantes de la construction toutes les conditions exi- gées d'un dispositif de protection efficace.
On va définir maintenant plus clairement les conditions impo- sées : (1) la transformation de l'énergie cinétique d'un véhicule quit- tant la route en énergie de déformation sur le dispositif de pro- tection doit être irréversible, c'est-à-dire qu'elle doit persister; (2) la transformation de l'énergie cinétique en travail de déformation doit être caractérisée par un diagramme force-trajet du dispositif de protection qui exclut absolument les arrêts brutaux du véhicule arrivant.
Le trajet de travail du dispositif de protection est représenté dans ce cas par le trajet de percussion perpendiculairement au plan de l'élément récepteur ou par la limite de la piste, percussion qui déplace le dispositif de protection à
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partir de sa position non déformée, (3) la transformation de l'énergie cinétique du véhicule arrivant en un travail de déformation doit être obtenue sur un trajet fixé de manière précise en ce qui concerne la déformation cinétique et le mode de construction utilisé;
(4) au cours de son avance accidentelle, on doit forcer le véhicule à conserver essentiellement son plan de mouvement initial, c'est-à-dire u'il ne doit jamais subir au cours du freinage un couple de torsion autour de son axe de gravité ou qu'il faut lui imposer un mouvement qui empêche ultérieurement un basculement au- tour de l'axe transversal ou des tonneaux ayant pour centre l'axe longitudinal du véhicule. Pour forcer le véhicule à rester dans le plan de la piste, le dispositif de protection doit être capable de maintenir au cours de la première phase d'amortissement le véhicule réellement sur le dispositif de protection et d'empêcher son cata- pultage irrégulier le rejetant sur la route ; (5) l'installation et l'entretien du dispositif de protection doivent être économiques.
Conformément à l'invention, on réalise l'accomplissement des conditions précitées pour un dispositif servant à freiner les véhicules quittant accidentellement la route à l'a d'un élément récepteur disposé au long de celle-ci, ce dispositif étant essen- tiellement caractérisé par le fait que l'élément récepteur est relié avec transmission directe de la force à des supports placés au long de la route, qui fournissent lors de la rencontre un tra- vail de cisaillement et/ou de friction.
Des essais effectués spécialement, ont montré que la diapo- sition des supports conformes à l'invention et fournissant un travail de cisaillement et/ou de friction permet même pour des vitesses élevées un freinage du véhicule, qui ne compromet pas la sécurité des passagers et qui évite de plus des détériorations importantes du véhicule par suite de la souplesse du dispositif
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de protection conforme à l'invention.
La mise en oeuvre de l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre et du dessin annexé, suiLequel les figures 1 et 2 représentent en élévation et respectivement en cou- pe ce dispositif et les figures 3 et 4 une variante de l'invention.
Les figures 5 à 8 indiquent des détails constructifs et la figure 9 une autre variante analogue aux figures 3 et 4. La figure 10 représente à nouveau un détail de construction. Les figures 11 et 12 montrent en élévation un autre mode de réalisation de l'invention et la figure 13 deux parties terminales de l'installation. La figure 14 indique un dispositif à fonctionnement unilatéral confor- me à l'invention.
Selon les figures 1 et 2 le dispositif conforme à l'invasion comporte des poteaux 1, auxquels sont fixés, au moyen de barres 2 et 3 et de montants minces 4, des filets récepteurs 10. Les barres 2 sont rigides et les barres 3 capables de plier. Les poteaux 1 sont insérés dans l'exemple représenté dans des fondations en forme de socs qui sont plantés pour plus de solidité dans du gravier.
Les montants 4 portent en outre des câbles métalliques 7, 8 et 9, qui sont parallèles à la route. Le câble de traction 7 supérieur, le câble tendeur 8 du milieu et les deux câbles inférieurs 9 sont avantageusement reliés à friction avec les fondations 6. Ces fonda- tions 6 ont avantageusement une forme conique pour effectuer sous la charge dans le sol un déplacement analogue à celui d'un soc de charrue. Les câbles 7, 8 et 9 sont reliés par transmission directe, de la force au filet 10, cette force s'exerçant principalement par frottement. Dans l'exemple représenté, on obtient ce résultat du fait que les câbles supérieurs et inférieurs sont passés alterna- tivement d'un côté et de l'autre dans une rangée de mailles du filet.
Les câbles ainsi insérés peuvent en outre 8tre fixés au filet 10 à l'aide de fils de serrage.
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Les câbles inférieurs 9 sont reliés au moyen de cordages 12 de liaison à des pieux 11 enfoncés dans le sol. Ces pieux 11 sont entourés à leurs extrémités inférieures par les câbles de liaison 12, qui ont des longueurs variables. Selon les énergies cinétiques que doivent probablement absorber les palissades, les pieux doivent être posés d'une manière plus ou moins rapprochée, ce quiwut dire que l'emplacement géométrique de ces pieux est adaptable aux circonstances.
Le dispositif représenté comporte par conséquent des éléments supports englobant les pieux 11 et un dispositif formé par les barres 2 et 3 en porte-à-faux, les poteaux 1 et les fondations, Les poteaux 1 du milieu constituent les éléments supports de tout le dispositif.
Le fonctionnement de l'ensemble ainsi représenté est le suivant : lorsque le véhicule rencontre la palissade 10, le montant 4 voisin pivote en direction de l'emplacement de chute, et la barre 3 souple fléchit en direction de l'emplacement du choc, tandis que la barre rigide 2 maintient, même après un renversement éventuel d'un poteau 1, le filet dans le plan vertical pendant toutes les phases du freinage. Les dimensions des poteaux 1 peuvent être choisies de façon que leur destruction ne peut pas se produire par simple torsion ou par fléchissement à l'emplacement de la fixation.
Par suite du pivotement des montants 4, les parties du filet voisines du filet intéressé participent à l'effort mécanique.
L'énergie du véhicule lancé est alors transmise au sol par l'arra- chement des pieux 11 et le déplacement des fondations terminales 6 dans le lit de gravier. En ajustant le jeu prévu et en utilisant par conséquent différentes longueurs pour les câbles de liaison 12, on obtient que le véhicule ne subit pendant aucune phase du freina- ge un effort de freinage démesuré qui amènerait un arrêt brutal.
Selon le trajet de freinage disponible perpendiculairement à la route (par exemple à la bande médiane d'autoroutes), on peut trans- mettre directement au sol selon les énergies prévues n'importe
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quelle force par utilisation de pieux en bois ou en fer plat de différentes tailles, afin d'arrêter le véhicule lancé dans la 'partie libre de la piste.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 3 à 7, on utilise, à la place de la construction (figure 1 et 2) comportant des poteaux, un étrier fermé 13 en fer plat pour sou- tenir le filet 10. Cet étrier ou cadre 13 comporte des pattes 14 soudées (voir figure 5) pour soutenir le filet et les cordages.
L'étrier ou cadre ci-dessus est fixé à l'aide d'un boulon 15 dans une fondation 16, qui remplace alors les poteaux 1. A cet effet, les extrémités 13a et 13b sont fendues et le boulon 15, qui passe dans les deux fentes superposées, est fixé dans un alésage 17 de la fon- dation 16. Cette fondation comporte en outre une rigole 18 incurvée servant à loger les extrémités de l'étrier 13. Les parties supéri- eures renforcées de cet étrier 13 sont, par exemple, fixées par tension légère de câbles 19 à la fondation. Comme le montre la figure 6, les câbles 19 entourent à cet effet plusieurs fois des étriers 20 en fer rond ancrés dans la fondation et sont reliés en- semble par une patte de serrage 21 en tôle (figure 7).
En choisis- sant le nombre d'enroulements et le frottement approprié de la patte de serrage 21, on peut faire varier la rigidité transversale du montant supérieur de l'étrier 13. Les parties inférieures de l'étrier 13 sont incurvées ou inclinées et servent à appuyer l'ensemble de l'étrier contre le sol et à assurer sous l'effet d'une charge le dé- tachement de l'étrier 13 de la fondation 16.
Selon les figures 8 ou 3, l'ancrage des câbles se fait par frottement ou par serrage. Les fondations terminales 22 sont munies d'étriers 23 entourés plusieurs fois par les câbles, le serrage étant obtenu à nouveau à l'aide d'éléments 21'.
Lorsque le filet est frappé par le véhicule à proximité directe d'un étrier, la composante de force transversale à la direction du
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véhicule pousse la partie inférieure de l'étrier en direction de la fondation 16. Après avoir parcouru la longueur libre de la fente, le boulon 15 est arraché automatiquement de la fondation du fait que la partie inférieure de l'étrier est incurvée ou incli- née. Cela signifie que cet étrier ne peut jamais rencontrer dans son ensemble le véhicule, bien que les câbles 19 et la partie supé- rieure renforcée de l'étrier maintiennent la position verticale du filet 10. Une rencontre à choc direct est donc absolument exclue.
On peut donner aux fondations terminales 22 des dimensions telles qu'elles ne se déplacent pas même lors d'un choc puissant,
Selon le mode de réalisation indiqué sur la figure 9, la partie supérieure de l'étrier 13 est tubulaire pour obtenir la résistance nécessaire au pliage. En outre, cette variante se distingue de l'exemple 1 (figure 3 et 4) du tait que la fente 18' est droite et que les parties inférieures de l'étrier 13 sont organisées de façon que l'appui de l'étrier sur le sol se trouve voisin du filet et que le trajet incliné de déclenchement se trouve directement sur la fondation 16 du milieu. La figure 10 représente en détail le guidage de la fente pour les boulons.
Selon la figure 11, l'élément récepteur est constitué par un filet 31,qui est muni de cordages 32, 33 et 34 fonctionnant à fric- tion. Ces cordages sont fixés à des fondations terminales (voir figure 13). Les cordages inférieurs 32 ou le filet sont reliés à l'aide d'attelles 35 à des pieux 36 ancrés dans le sol, qui sont de préférence formés par des fers plats. La partie du support ser- vant à guider l'élément récepteur formé du filet 31 et des cordes 32, 33 et 34 est constituée dans cet exemple par deux étriers 39 et 310, qui sont entoncés dans des tubes 37 et 38. Sur les étriers, les cordages supérieurs 34 et par conséquent l'ensemble de l'élément récepteur sont guidés à l'aide de pattes 311 fixées par soudage.
Le tube 37 inférieur est relié au moyen d'un piton 312 à une fondation légère 313. Pour obtenir un axe de rotation vertical, le tube supé- rieur 38 est en outre ancré dans le sol à l'aide de cordages 314.
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Le mode de fonctionnement du dispositif est le suivant s Lors de la rencontre entre le véhicule et le filet de protection, le plan de ce dernier s'enfonce en direction de la bande de gazon centrale, mouvement que peuvent suivre les étriers 39 ou 310 sans déformation, parce qu'ils peuvent coulisser dans les tubes 37 et 38, l'énergie du mouvement du véhicule étant transmise au sol par arrachement des pieux. Si le véhicule glisse au long du plan récep- teur, les étriers ou tubulures exécutent un pivotement autour du piton 312 avec guidage parallèle des cordages 32, 33 et 34.
Lors d'une rotation ultérieure, les étriers 39 ou 310 sont retirés des tubes 37 et 38, ce qui empêche à nouveau la rencontre du véhicule avec une construction rigide, car l'étrier ne se prolonge qu'à sa partie supérieure jusqu'au filet, tandis queues autres parties, qui sont à la hauteur, du véhicule, sont éloignées de l'élément récepteur.
La variante représentée sur la figure 12 se distingue du dispositif de la figure 11 par le fait que l'axe de rotation est représenté par un tube support 315 fixé dans la fondation 313 et reliant les deux tubulures 37' et 38'. On peut alors supprimer les attelles 314. En outre, les étriers 39' et 310'sont reliés à la fois avec les cordes 32 et les cordes 34 à l'aide de pattes de serrage 311 et ne sont incurvés vers l'intérieur qu'au milieu. Le fonctionnement de ce dispositif est le même que celui décrit plus haut.
Sur la figure 13, on a représenté schématiquement deux sections voisines d'une installation de sécurité conforme à l'invention avec utilisation d'un dispositif à étriers conforme à la figure 12. Selon cette figure, on place tous les 250 m environ une fondation subdivi- sée. Tandis que les cordes de la section gauche sont ancrées dans la fondation 316, la section droite est raccordée à une fondation 317.
Les étriers-supports voisins des fondations sont fixés au milieu par des attelles supplémentaires 318 ou respectivement 318' aux deux
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parties de la fondation. Cette subdivision de la fondation comporte l'avantage que lors d'une rencontre grave, une seule section seulement de l'installation de protection est touchée.
A proximité des fondations terminales, l'élément de sécurité peut être complété par une section 319 supplémentaire constitué seulement par un filet et un cordage.
Le dispositif représenté sur la figure 14 fonctionne unilaté- ralement et comporte à son tour un filet 41 ainsi que des cordes 42, 43 et 44, les cordes supérieures 44 étant fixées par des pattes de serrage 411 à un étrier 420. Ce dernier porte dans le bas un fer plat 421 fixé par soudage, qui présente une fente 422. Cet étrier 420 est enfoncé dans un tube 423, qui se prolonge par un fer plat 424 comportant un trou. Un boulon 426 passe dans la fente 422 et le trou 424 du fer plat, afin de fixer l'ensemble du cadre à une fondation 427. Les cordes 42 du bas sont à leur tour fixées à.des pieux 46 au moyen d'attelles 45,
Lors d'une rencontre grave à proximité d'un support d'étrier, l'étrier 420 n'exécute qu'un mouvement de translation par rapport à un axe de rotation imposé par la présence du boulon 426.
Après avoir parcouru un trajet d'enfoncement prévu à l'avance par le mode de construction, le boulon 426 est soulevé par la face inclinée du fer plat 421 et l'ensemble de l'étrier est détaché de la fondation 427. On exclut ainsi un choc direct sur le dispositif à étriers an- cré dans le sol. La force vive du véhicule est à nouveau transfor- mée en un travail de déformation sur les peux et le faible coeffi- cient de frottement du filet oblige le véhicule à revenir dans le plan de celui-ci.
Si l'installation conforme à l'invention est placée à côté d'un virage, on peut limiter grâce à des boulons 428 le trajet relatif entre le tube 423 et l'étrier 420 portant des fentes.