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WO1999008917A1 - Procede et installation de transport du type a cable aerien - Google Patents

Procede et installation de transport du type a cable aerien Download PDF

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Publication number
WO1999008917A1
WO1999008917A1 PCT/FR1998/001772 FR9801772W WO9908917A1 WO 1999008917 A1 WO1999008917 A1 WO 1999008917A1 FR 9801772 W FR9801772 W FR 9801772W WO 9908917 A1 WO9908917 A1 WO 9908917A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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supports
support
cabin
cable
installation according
Prior art date
Application number
PCT/FR1998/001772
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Bard
Original Assignee
Jean Bard
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jean Bard filed Critical Jean Bard
Publication of WO1999008917A1 publication Critical patent/WO1999008917A1/fr

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • E01B25/16—Tracks for aerial rope railways with a stationary rope
    • E01B25/18—Ropes; Supports, fastening or straining means for ropes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B12/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups B61B7/00 - B61B11/00
    • B61B12/02—Suspension of the load; Guiding means, e.g. wheels; Attaching traction cables
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Definitions

  • the invention relates to a method and an installation for transport, in particular for public transport.
  • the carrier cable solution (this concept covers both a single cable and a pair of attached cables), envisaged in the documents CH-680 060 and EP-A-0 207 887 cited above, has in particular the advantage over the rail solution, that it is lighter, therefore less bulky and more economical since, the lower the weight of the traffic lane, the more the supporting pylons can be either thinned or distant; moreover, it integrates more easily into the environment given its low visual impact.
  • EP-A-0-207 887 proposes, to minimize the deflection of the cable called rolling cable on which the cabs run, to support this rolling cable by a carrying cable to which the rolling cable is connected by vertical strands , like a suspension bridge whose deck would be replaced by the running cable.
  • the vertical strands are adjusted in length so that the running cable as a whole has a vacuum, a negative arrow which is "consumed” to result in a substantially linear trajectory when passing a cabin. Residual arrows nevertheless remain between two vertical lines or strands.
  • the supports are mounted on the pylons in an elastic manner, so as to equalize the vertical flexibility of the track over its entire length.
  • the object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks and to allow, in a simple but reliable, economical and space-saving manner, a transport, in particular of passengers, on a carrying cable which can be carried out at high speed without vertical jerks and without bumps, even in the case of very long spans (of the order of a few hundred meters)
  • the height of the supports is varied relative to their supports within a clearance, between low positions and high positions, in synchronization with the translational movement of the cabin in this span so that, during the passage of the cabin on one of the supports it is in its low position while the other support is in its high position and, as the cabin moves towards this other support, the first support rises to its high position while the other support descends to its low position, so that the point of lift of the cabin on the cable follows a substantially straight path between the low positions of these supports.
  • the supports defining a span have their heights which vary in opposite directions, in synchronism with the movement of the cabin, so that the trajectory of the point of the cable which supports the cabin is substantially straight, whatever the amplitude of the arrow taken by the carrying cable when it is loaded by the cabin. It should be noted that none of the known solutions describes or suggests, in order to linearize the trajectory of a cabin suspended from a cable, to provide vertical movements of the supports, synchronized with each other and with the movement of the cabin. Compared to the solution proposed by the document
  • the invention realizes a linearization of the trajectory of the cabin without inducing significant vertical bulk in relation to the average height of the supports, without requiring the presence of two cables, one of which supports the other by means of vertical links distributed all along these cables, and therefore without inducing a significant additional weight, cost and size compared to the solutions with carrier cable not concerned with linearizing the trajectory of the cabin.
  • the spans are given substantially equal spans, which makes it possible to give the supports deflections of substantially equal amplitude.
  • the height of the supports is varied passively, as a function of the load weighing on each support, whereby the height adjustment of the supports does not consume energy and does not require the implementation of any enslavement.
  • the amplitude of the travel of the supports can be adjusted as a function of the weight of the cabin considered, according to the number of passengers, in particular when it is a public transport installation, or even cabin type if several cabin sizes are provided.
  • this standby configuration can in particular, depending on the case, be the configuration in which the support is in the high position, or the intermediate configuration in which this support is halfway between its high and low positions.
  • the simplest standby configuration is that which corresponds to the high position
  • the simplest standby configuration is that which brings each support at mid-height between its high and low positions (it is of course necessary, in this case, to reassemble the appropriate support when a cabin approaches the cable carried by this support).
  • Transportation is done in practice from one station to the next, and so on.
  • the trajectory of the point of lift is brought down (with therefore a negative slope) when the cabin leaves a station and this trajectory is brought up (with therefore a positive slope) when the cabin arrives at a station.
  • the invention also provides, for implementing the method, a transport installation, in particular public transport.
  • this installation comprises:
  • a succession of supports defining spans and each provided with a support, the cable being carried by the supports and extending freely from one support to the other;
  • These supports are controlled in height relative to their supports by vertical adjustment means; the means for vertical adjustment of these two supports being, during the movement of the cabin in this span, synchronized with the means for translational control of the cabin so that, when the cabin passes over one of the support this one is in its low position while the other support is in its high position and, as the cabin moves towards this other support, the first support rises towards its high position while the 'other support descends to its low position, so that the point of lift of the cabin on the cable follows a substantially straight path between the low positions of these supports.
  • the installation of the invention may have additional advantageous characteristics, some of which correspond to preferences stated in connection with the process.
  • the cable is subjected to a substantially constant tension
  • the vertical clearance of each of the supports is of the order of twice the cable deflection when the cabin is halfway between the supports, and the heights respective said supports in relation to their 8
  • the spans preferably have substantially equal spans and the supports carried by the supports which delimit them have deflections of substantially equal amplitudes; successive presses can thus be identical.
  • the amplitude of the deflection of the supports is advantageously variable; this allows a support to be located between two spans of different spans. This also makes it possible to take into account the real weight of the cabins in circulation, for example as a function of the number of passengers on board; in this case, the means for vertically adjusting the supports advantageously include deflection delimitation elements, for example simple stops, connected to a weighing system intended to detect the weight of the cabin, for example just before the latter leaves a station.
  • the height adjustment means can be of the active type, with for example jacks; however, they are preferably of the passive type, comprising for example counterweights acting on mobile members carrying the supports considered, and arranged so as to compensate at least approximately the loads which these supports bear when a cabin is in an adjacent span.
  • the height adjustment means preferably comprise tilting flails, each of which carries a support; such plagues are articulated around axes which are fixed with respect to the supports and at least approximately parallel to the cable.
  • These flails preferably have extreme angular configurations having equal inclinations but in opposite directions relative to an intermediate configuration in which they are horizontal.
  • each beam carries a single support, so that, when a support must carry two supports, these supports are mounted on two different beams, articulated around a common axis or two offset axes.
  • Such a beam is then advantageously provided with one or more counterweights arranged on the beam so as to generate, for at least one configuration of the beam, a compensation torque substantially equal to the torque generated by the load applied to the support by the cable in this configuration when the cabin is in an adjacent span.
  • this (or these) counterweight is (are) arranged so as to generate such compensation torques when the beam is in one of its extreme configurations corresponding to the low and high positions of the support (of preferably in each of its extreme configurations) and in an intermediate configuration, for example that in which the support is halfway between its high and low positions.
  • the beam has two counterweights, the first of which is intended to generate a torque opposite to that exerted by the load applied by the cable when the beam is in said intermediate configuration and the cabin is in an adjacent span.
  • This first counterweight is for example arranged opposite the support with respect to the articulation axis, for example at the same distance from the axis as the support.
  • the second counterweight has no effect when the beam is in said intermediate configuration.
  • this second counterweight is preferably located vertically from the articulation axis when the beam is in its above-mentioned intermediate configuration, and generates equal compensation torques (but in opposite directions) when the beam is in each of its extreme configurations.
  • the flails carry two supports intended to carry two different cables (for example parallel cables intended for circulation in opposite directions).
  • This beam is advantageously symmetrical, the supports being arranged on two arms extending opposite one another from the axis of articulation of the beam at the same distance from this axis.
  • the supports are advantageously arranged symmetrically whereby, if the 4 spans located on either side of the supports are equal, the beam is balanced when it is in an intermediate configuration in which each support is halfway between its high and low positions.
  • this beam is advantageously provided with one or more counterweights arranged so as to have no effect when the beam is in this intermediate configuration, but to generate a compensating torque compensating at least approximately for the difference in the torques generated by the loads applied to the supports when the beam is in one or other of its extreme configurations in which the supports are in their low and high positions.
  • the installation in practice includes stations. These are advantageously designed so that the cable is there substantially at the high position of a support carried by an adjacent support. This gives the cabin, in the bay adjacent to the station, a descending trajectory at the start, and an ascending trajectory at the finish, while allowing the cabin trajectory to become straight from the next span.
  • Two main categories of solutions are possible for the translational control of the cabin: either a traction cable running along the carrying cable (and therefore much lighter than the latter), or an autonomous propulsion on board the cabin, which is in practice limited to substantially horizontal routes with possible differences in level comparable to those accepted in conventional rail transport installations (above these or of the suspended type), that is to say typically of the order from 5 to 10 ° maximum. 11
  • FIG. 1A is a graph showing the components of the arrow of a cable loaded in the middle by a cabin;
  • - Figure 1 B is a similar graph concerning the component relating to the cable alone;
  • - Figure 1 C is another similar graph concerning the component relating to the cabin alone (with a zero ground cable);
  • FIG. 2A is the block diagram of an installation according to the invention comprising a cabin on a support B carried by a first support S2;
  • - Figure 2B is the block diagram of this installation when the cabin is on a support carried C by the support S3 located immediately to the right of S2;
  • - Figure 2C is the block diagram of this installation when the cabin moves between S2 and S3;
  • - Figure 3A is a schematic side view of a support provided with a tilting beam supporting a support;
  • FIG. 3B is another view showing seven possible angular positions of the beam
  • FIG. 4A is a front view of a cabin traveling on a double cable
  • FIG. 4B is a similar view of another cabin traveling on a single cable
  • FIG. 5A is an elevational view showing a support provided with two tilting flails each carrying a support; - Figure 5B is a top view; 12
  • FIG. 6A is an elevational view showing another support provided with two flails each carrying a support
  • FIG. 7A is a schematic view of an installation according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 7B is a graph showing the paces of the cable and the positions of the supports for various positions of the cabin in a span;
  • FIG. 8A is an elevational view of a beam intended for the installation of Figures 7A and 7B, in intermediate angular configuration;
  • - Figure 8B is a view in angular configuration lowered in position I;
  • FIG. 8C is a view in angular configuration raised in position VII;
  • FIG. 9 is an elevational view of a beam supporting two supports
  • FIG. 10 is a schematic view of an installation according to a second embodiment of the invention, using plagues such as that of Figure 9;
  • FIG. 11 is a perspective view of an installation according to that of Figure 10, the flails of which, however, have no counterweight;
  • FIG. 12 is a principle view showing a succession of spans between two stations.
  • FIGS 1A, 1B and 1C present some theoretical considerations useful for understanding the invention.
  • Figure 1A shows three curves about a cable extending between two supports S1 and S2 and supported by two supports V and W of the same level and loaded in the middle M by a cabin Q.
  • the cable takes an arrow 13
  • Cabin Q can be considered, as desired, as being empty, fully loaded or half-loaded; this choice must then be kept during the reasoning.
  • This arrow has two components f, and f 2 corresponding respectively to the arrow that the cable naturally takes in the absence of the cabin, and the arrow that a cable of zero mass would take under the weight of the cabin.
  • C1 be the curve representing the shape of the cable in the absence of the cabin
  • C2 the curve representing the shape of the fictitious cable without weight
  • CT the curve of the real cable loaded by the cabin.
  • M 0 the middle of VW
  • M 1 the middle of C1
  • M 2 the middle of C2
  • V 0 and W 0 the points which are vertical to V and W, but at the level of M, i.e. at a distance f below V and W.
  • FIG. 1 C which corresponds to the cabin carried by a zero mass cable subjected to a constant tension T
  • FIGS. 2A to 2C schematically represent the principle of a transport installation, for example of public transport in an urban environment, according to the invention.
  • This installation comprises a succession of fixed supports defining spans, here four supports S1, S2, S3, S4 each provided with a support marked A, B, C or D.
  • a carrying cable 100 is carried by these supports and extends freely from one to the other.
  • a cabin Q is adapted to move on this cable under the action of control means of any suitable known type shown diagrammatically under the reference 110.
  • the control means are here on board the cabin which is therefore self-propelled; other variants are however possible, with for example the use of a traction cable extending all along the carrying cable (not having to support the weight of the cabin nor the tension of the carrying cable, this traction cable can be much smaller in section than the latter and therefore much lighter): its presence therefore does not fundamentally change the reasoning presented in connection with FIGS. 1A to 1 C.
  • the spans are in practice of the same span equal to I .
  • the supports A, B, C, D are mounted on their supports with a vertical clearance between low and high positions identified by the use of the indices "min” and "max". Their vertical positions are adjusted by vertical adjustment members (examples of which will be given below) in synchronization with the movement of the Q cabin.
  • the crossing of a span such as the BC span is detailed in FIG. 2C for a movement from left to right.
  • the amplitude of the vertical travel of this support B (this is valid for the other supports) is advantageously equal, at least approximately, to twice the deflection that the cable takes on a span when the cabin is in its middle: this corresponds to which has been designated above by F.
  • the span BC is, in FIG. 2C, arbitrarily divided into 6 successive sections and the Roman numerals I to VII designate seven successive positions of the point of lift of the cabin from B to C: they correspond to them seven curves representative of the shape of the cable and seven possible positions for the supports B and C. It is of course found that, when the cabin is halfway between B and C (position IV) the supports B and C are halfway between their extreme positions, at heights with respect to Bmin and Cmin which are equal to the cable deflection when loaded in the middle. It is also observed that the sum of the heights of the supports B and C is constant, equal for each position of the cabin to the amplitude F of the travel between the extreme positions. The seven positions of the lift point of the cabin are on a straight line passing through Bmin and Cmin.
  • FIG. 2C the shape of the cable to the left of the support B and to the right of the support C is barely sketched. Indeed, apart from what has just been indicated when B or C is in the low position, the linearity of the trajectory between B and C does not depend on the position of the other supports. This is also the reason why, in FIG. 2A, the appearance of the cable is not indicated in 18
  • the spans defined by the supports A, B, C and D are here of the same span. This is not however a necessity when the vertical clearance of the supports delimiting a span is dimensioned at least approximately as a function of the span of this span: thus for example, in a variant (not shown) of FIGS. 2A or 2B where the span CD has a span equal to half that of BC, the support D only comes halfway up when the cabin is in C while the support B is at its maximum height, and the support C , which is in its high position Cmax when the cabin is at B only rises halfway up when crossing the span CD.
  • the cabin need not always have the same weight (depending on the number of passengers for example) as long as the amplitude of the vertical movement is modified accordingly. Otherwise, the trajectory is not strictly rectilinear if the cabin does not have the weight for which the amplitude of the travel has been defined; it is nevertheless observed in practice that the trajectory then has very slight curvatures, even when crossing a support, which corresponds to the main result sought by the invention.
  • the mounting of the supports on their supports can be done by a variety of means. It may in particular be cylinders whose rod deploys more or less upwards according to the desired instantaneous height. This solution is very suitable for joining spans of different lengths and / or in cases where the weight of the cabin is likely to fluctuate substantially.
  • FIG. 3A A preferred embodiment is shown in Figure 3A where the support 120 is mounted at the end of a beam 121 articulated around a shaft of axis xx parallel to the path of the cabin and fixed relative to the support 19
  • the height of the articulation axis of the beam is preferably in the middle between the heights of the minimum and maximum positions.
  • Such a positioning of the articulation axis with respect to the desired clearance for the support considered has the effect that the beam is horizontal when this support must be halfway between its extreme positions; the latter then correspond to equal angles on either side of the horizontal.
  • the support 120 shown is of the double cable type and is adapted to cooperate with a cabin Q1 of the type shown in FIG. 4A
  • the support is of the single cable type and cooperates with a cabin Q2 of the type of FIG. 4B.
  • Figure 3B visualizes the inclinations that the beam of the figure takes
  • FIGS. 5A to 8C describe a first embodiment corresponding to the use of flails which each carry only one support. 20
  • FIGS. 5A and 5B represent a pylon 123 on which are hinged, around a single axis xx, two independent flails 124 and 125 intended for example to support double outward and reverse cables 20.
  • the independent flails 126 and 127 are articulated around two axes uu and vv of the support 123, offset horizontally.
  • the flails are provided at their ends opposite to the counterweight supports 128 or 129, 128 ′ or 129 ′, which make it possible to minimize the torques to be applied to these flails to make them pivot up or down. This will be detailed below.
  • FIGS. 7A and 7B describe a first embodiment of the block diagram of FIGS. 2A to 2C which is particularly well suited (but this is not exclusive of other types of height adjustment mechanisms) to flails carrying only one support: the supports which are not affected by the span in which the cabin circulates (ie they do not border this span) are in the high position.
  • FIG. 7A thus shows the appearance of the cable when the cabin is in the middle of the span BC.
  • FIG. 7B shows not only the shape of the cable in this configuration of FIG. 7A corresponding to position IV of the cabin, but also for positions I to III and V to VIL
  • FIGS. 8A to 8C represent a particularly interesting form of flail with only one support.
  • the beam 130 has a right end intended to support a support (and therefore the load which is applied to it) and a left end provided with a counterweight noted 131. It also comprises a high counterweight marked 132 advantageously arranged so as not to generate no torque when the support is in its IV position.
  • this beam 130 has the shape of an inverted T, but other shapes are possible (in particular a triangle, the vertices of which are formed by the support and the counterweights).
  • the right and left arms may not be an extension of each other, nor be of the same length. 22
  • the beam is shown in a configuration where its right arm is horizontal (middle position IV of the support) and where the high counterweight 132 has no effect (see above). It is easy to identify the mass to be given to the counterweight 131 so that the beam is balanced: it suffices that the torque generated by this counterweight compensates for the torque generated by the load applied to the support by the cable and the cabin. In the case where one chooses to locate the counterweight symmetrically of the support with respect to the axis (this counterweight and this support are therefore at the ends of equal lever arms but in opposite directions), it is deduced therefrom that the weight R of this counterweight is (see Figure 8B):
  • FIG. 8B represents this same plague in a configuration corresponding to position I of the support.
  • the high counterweight generates by its weight K a torque which is added to that generated by the load applied to the support. If for simplicity we choose to arrange the high counterweight so that it is, for this position I, vertical to the support, so that there is balance, it is necessary that:
  • FIG. 8C shows the same beam 130 in a configuration corresponding to position VII of the support.
  • the high counterweight then generates by its torque a torque which is added to that generated by the first counterweight.
  • This property of this counterweight configuration is very interesting in that it means that in theory no energy is required for the beams 130 to bring the supports to the desired heights so that the resulting trajectory of the cabin is rectilinear (substantially horizontal) : there is a passive adjustment of the height of each support.
  • This stop can be adjustable (this is shown in the figures by the double arrow located near this stop), for example as a function of the instantaneous weight of the cabin, in particular as a function of the number of passengers.
  • the height adjustment of the supports carried by flails of the aforementioned type may involve active means, such as jacks, to control the position of the supports at any time, but their energy consumption is very low. If these jacks are double acting they can themselves provide the function of adjusting the angular amplitude of the beam upwards.
  • Other beam configurations are possible, with for example counterweights which balance the beam only in certain positions I, IV or VII or a single lever extending from the hinge axis to the support. Active height adjustment means are then necessary.
  • FIG. 9 represents a beam 140 which, unlike the beam of FIGS. 5A and 5B and following, comprises two arms 141 and 142 of opposite directions, preferably having equal lengths, and each of which bears a support: example this beam carries a support for a carrying cable
  • the most logical is to choose for the supports not concerned by the cabin a horizontal waiting position, since each support is then subjected to the same load, provided that there is no cabin in the spans adjacent (neither on the outbound cable nor on the return cable), or that there are the same number of cabins of the same weight, in practice only one, in these adjacent spans (for example a cabin in the middle of 'an adjacent span of the "return” cable, and a cabin in the middle of an adjacent span of the "return” cable).
  • the height adjustment of the supports, therefore the angular adjustment of the beam is carried out by active means of any suitable known type, in particular mechanical or hydraulic.
  • active means are, in FIG. 9, constituted by jacks 144 and 145 which are advantageously inclined upwards and away from the articulation axis in order to be able to generate control torques 26
  • these jacks can themselves define the variable extreme angular positions of the beam.
  • FIG. 10 represents an installation operating with such flails supporting two supports; only one of the cables is considered, for example the go cable.
  • the beam 140 has an amplitude of 60 ° (30 ° on either side of the horizontal) and the supports are 4.15 m from the axis of articulation which gives for these supports vertical travel of 4.80 m.
  • a slope of 2.4% when the supports delimiting a span of 200 m are in respectively high and low levels, a slope of 2.4%.
  • a towing cable or a self-propelled system must therefore provide additional power for moving the cabin.
  • coordination between the passage of the cabins and the movement of the flails can be facilitated.
  • the flails are all permanently driven in a tilting movement, opposite to the movements of the adjacent supports. As we have seen, this results in moderate consumption.
  • Figure 11 shows in perspective an installation on which cabs circulate in both directions, on substantially rectilinear trajectories.
  • the plagues here have no high counterweight.
  • the journey time is 12 seconds.
  • the complete cycle of the movement of a beam with the amplitude F is, in this case, 24 seconds: ascent in 12 seconds, new descent in 12 seconds.
  • the cabins move along a perfectly straight path when loaded, or almost straight when they are empty. You can choose to size the amplitude of the travel of the supports according to a half-loaded cabin. Finally, the towing cable spends minimum energy for the advancement of the cabins since there is no “slope” to climb in the vicinity of the pylons, as would happen with a conventional cable car.
  • FIGS. 9 to 11 This solution in FIGS. 9 to 11 is a little more complex from the mechanical point of view, since a control system is required which gives the "orders" to the hydraulic cylinders to tilt the flails when passing a cabin.
  • control is easy to carry out by any central control unit connected to the height adjustment mechanisms of the supports of any suitable known type. It has, on the other hand, the advantage of only one plague per pylon.
  • FIG. 12 represents an installation comprising stations for boarding or disembarking passengers. 29
  • Passing stations is a special case.
  • the carrying cable cannot be raised or lowered at the station.
  • the level of the landing is imposed if you want the trajectory to become straight from the second span.
  • the cable, when passing a station, is located at the position
  • the cabin on the first span descends an altitude difference F at altitude.
  • conventional cables of 68 mm in diameter and linear weight of 25 kg / m are used (therefore 50 kg / m in the case of a double cable (cf. fig. 4A)).
  • the cable breaking load is 20,000 times the cable weight per meter, or 500 tonnes.
  • the admissible load is 158 tonnes, or 316 tonnes in the case of a double cable (case of Figure 5A).

Landscapes

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  • Architecture (AREA)
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  • Lift-Guide Devices, And Elevator Ropes And Cables (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

Un procédé de transport, notamment de transport en commun, comporte des étapes consistant à mettre en place une succession de supports définissant des travées et munis chacun d'un appui; disposer un câble porteur sur lesdits appuis, le câble s'étendant librement d'un appui à l'autre; et disposer une cabine sur ce câble porteur et la faire circuler dans les travées sous l'action de moyens de commande en translation. Pour au moins l'une des travées, on fait varier la hauteur des appuis par rapport à leurs supports à l'intérieur d'un débattement (F), entre des positions basses (Bmin, Cmin...) et des positions hautes (Bmax, Cmax...), de façon synchronisée avec le déplacement en translation de la cabine dans cette travée de telle sorte que, lors du passage de la cabine sur l'un des appuis celui-ci est dans sa position basse tandis que l'autre appui est dans sa position haute et, au fur et à mesure que la cabine se déplace vers cet autre appui, le premier appui s'élève vers sa position haute tandis que l'autre appui descend vers sa position basse, de manière à ce que le point de sustentation de la cabine sur le câble suive une trajectoire sensiblement rectiligne entre les positions basses de ces appuis.

Description

Procédé et installation de transport du type à câble aérien
Domaine de l'invention
L'invention concerne un procédé et une installation de transport, notamment de transport en commun.
Pour lutter contre les encombrements routiers en milieu urbain, un moyen de transport en commun de type suspendu peut se révéler à la fois efficace et rentable puisque, notamment, la surface au sol nécessaire, et donc l'investissement correspondant, se limite à l'assise des pylônes et des stations. Même en milieu urbain, il est courant que le sol ne soit pas rigoureusement horizontal mais présente au contraire une déclivité. C'est pourquoi l'invention concerne notamment, mais pas exclusivement, le transport par câble aérien sur des parcours sensiblement horizontaux, ayant des inclinaisons pouvant aller jusqu'à l'ordre de 10%.
Contexte de l'invention
Diverses propositions de transport sensiblement horizontal ont déjà été faites, ainsi que cela ressort notamment des documents FR-2 248 183, WO-87/04676, DE-43 08 077, CH-680 060 et EP-A-0 207 887. Deux grandes catégories d'installations de transport de type suspendu peuvent être distinguées, selon que les cabines sont suspendues à des voies de circulation rigides telles que des rails, ou à des voies flexibles telles que des câbles. La solution à câble porteur (cette notion couvre aussi bien un câble unique qu'une paire de câbles accolés), envisagée dans les documents CH-680 060 et EP-A-0 207 887 précités, présente notamment comme avantage, par rapport à la solution à rail, qu'elle est plus légère, donc moins encombrante et plus économique puisque, plus le poids de la voie de circulation est faible, plus les pylônes porteurs peuvent être soit amincis, soit éloignés ; en outre elle s'intègre plus facilement dans l'environnement compte tenu de son faible impact visuel.
L'usage d'un câble porteur a toutefois pour inconvénient que ce câble présente une flèche entre ses appuis sur les pylônes, et donc des « bosses » au franchissement de ces appuis, ce qui entraîne :
- un inconfort pour les passagers ; et
- une limitation de la vitesse de circulation, pour des problèmes de sécurité et de réglementation.
Une possible solution à ce problème est de guider le câble porteur sur une certaine longueur de part et d'autre des appuis en sorte de « lisser » les bosses précitées, mais cela alourdit et complique sensiblement l'installation sans toutefois supprimer les variations de niveau lors du franchissement d'un appui.
On peut aussi penser à monter le câble porteur avec une tension élevée, en sorte de minimiser la flèche de ce câble, mais il apparaît alors une limite due au fait que, plus on augmente la tension, plus le câble doit être résistant, ce qui oblige à prendre un câble de plus grande section, donc de plus grand poids linéique, ce qui augmente la flèche naturelle du câble, et donc la tension nécessaire pour minimiser la flèche. On peut bien sûr prévoir de minimiser la flèche du câble par un rapprochement des appuis, mais cela va précisément à l'opposé des besoins, qui sont de minimiser les implantations au sol, au risque de perdre tout avantage par rapport aux solutions à rail, ou autres. Il faut noter ici que l'avantage d'une solution à câble suspendu devient vraiment significatif à condition que la portée entre appuis puisse être de plus d'une centaine de mètres, par exemple 200 à 300 mètres, voire plus.
Le document EP-A-0-207 887 précité propose, pour minimiser la flèche du câble appelé câble de roulement sur lequel circulent les cabines, de soutenir ce câble de roulement par un câble porteur auquel le câble de roulement est relié par des brins verticaux, à l'image d'un pont suspendu dont le tablier serait remplacé par le câble de roulement. Les brins verticaux sont réglés en longueur de telle sorte que le câble de roulement présente dans son ensemble à vide, une flèche négative qui est « consommée » pour aboutir à une trajectoire sensiblement linéaire lors du passage d'une cabine. Des flèches résiduelles subsistent néanmoins entre deux suspentes ou brins verticaux. Les appuis sont montés sur les pylônes de manière élastique, en sorte d'égaliser la flexibilité verticale de la voie sur toute sa longueur.
Cette solution est toutefois très complexe et donc coûteuse, et l'obligation de prévoir un câble porteur et des brins verticaux pour soutenir le câble de roulement impose la mise en place d'appuis importants et encombrants (les pylônes doivent s'étendre vers le haut bien au-delà des appuis du câble de roulement pour constituer les points hauts du câble porteur, or cette différence de hauteur entre les appuis du câble porteur et du câble de roulement peut représenter une fraction non négligeable de la portée entre pylônes), augmente l'impact visuel de l'installation, et réduit finalement les avantages apportés par le choix d'un câble pour supporter la cabine par rapport à une solution à rail suspendu, ou toute autre solution différente, du type suspendu ou non.
A moins d'accepter une réduction des avantages à attendre d'une solution à câble porteur, il reste donc toujours une flèche significative et des bosses à l'endroit des pylônes, avec les inconvénients exposés ci-dessus. Fondement de l'invention
L'invention a pour objet de pallier les inconvénients précités et de permettre, de manière simple mais fiable, économique et peu encombrante, un transport, notamment de voyageurs, sur câble porteur qui puisse se faire à grande vitesse sans à-coups verticaux et sans bosses, et ce même dans le cas de travées de grande longueur (de l'ordre de quelques centaines de mètres)
Elle propose à cet effet un procédé de transport, notamment de transport en commun, comportant des étapes consistant à : - mettre en place une succession de supports définissant des travées et munis chacun d'un appui .
- disposer un câble porteur sur lesdits appuis, le câble s'étendant librement d'un appui à l'autre ; et
- disposer une cabine sur ce câble porteur et la faire circuler dans les travées sous l'action de moyens de commande en translation, caractérisé en ce que, pour au moins l'une des travées,
- on fait varier la hauteur des appuis par rapport à leurs supports à l'intérieur d'un débattement, entre des positions basses et des positions hautes, de façon synchronisée avec le déplacement en translation de la cabine dans cette travée de telle sorte que, lors du passage de la cabine sur l'un des appuis celui-ci est dans sa position basse tandis que l'autre appui est dans sa position haute et, au fur et à mesure que la cabine se déplace vers cet autre appui, le premier appui s'élève vers sa position haute tandis que l'autre appui descend vers sa position basse, de manière à ce que le point , de sustentation de la cabine sur le câble suive une trajectoire sensiblement rectiligne entre les positions basses de ces appuis.
Ainsi, les appuis définissant une travée ont leurs hauteurs qui varient en sens inverse, en synchronisme avec le déplacement de la cabine, de telle sorte que la trajectoire du point du câble qui supporte la cabine est sensiblement rectiligne, quelle que soit l'amplitude de la flèche que prend le câble porteur lorsqu'il est chargé par la cabine. Il faut noter qu'aucune des solutions connues ne décrit ni ne suggère, pour linéariser la trajectoire d'une cabine suspendue à un câble, de prévoir des déplacements verticaux des appuis, synchronisés entre eux et avec le déplacement de la cabine. Par comparaison à la solution proposée par le document
EP-0 207 887, il faut notamment noter que l'invention réalise une linéarisation de la trajectoire de la cabine sans induire d'encombrement vertical notable par rapport à la hauteur moyenne des appuis, sans nécessiter la présence de deux câbles dont l'un supporte l'autre au moyen de liaisons verticales réparties tout au long de ces câbles, et donc sans induire de supplément notable de poids, de coût et d'encombrement par rapport aux solutions à câble porteur ne se préoccupant pas de linéariser la trajectoire de la cabine. De manière préférée :
- on soumet le câble à une tension sensiblement constante ; - on définit le débattement vertical de chacun des appuis comme étant de l'ordre du double de la flèche du câble lorsque la cabine est à mi-chemin entre les appuis ;
- on commande les hauteurs respectives desdits appuis par rapport à leurs positions basses de telle sorte qu'elles soient à tout instant dans un même rapport avec les distances de la cabine à ces appuis.
De manière avantageuse, on donne aux travées des portées sensiblement égales, ce qui permet de donner aux appuis des débattements d'amplitude sensiblement égales.
Dans un mode de réalisation préférée de l'invention, on fait varier la hauteur des appuis de façon passive, en fonction de la charge pesant sur chaque appui, grâce à quoi le réglage en hauteur des appuis ne consomme pas d'énergie et ne nécessite la mise en oeuvre d'aucun asservissement.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, on peut ajuster l'amplitude du débattement des appuis en fonction du poids de la cabine considérée, selon le nombre de voyageurs, notamment lorsqu'il s'agit d'une installation de transport en commun, voire du type de la cabine si plusieurs tailles de cabine sont prévues.
Une manière intéressante de faire varier la hauteur des appuis est de les monter sur des fléaux basculant autour d'axes parallèles au câble. Lorsque deux câbles, par exemple destinés aux trajets aller et retour respectivement, sont destinés à être portés par des supports communs, on peut alors prévoir de monter deux appuis liés à un même support, soit sur deux fléaux indépendants, soit aux extrémités d'un même fléau.
Pour éviter toute consommation inutile d'énergie, et/ou pour des raisons de sécurité, on laisse de préférence en une configuration d'attente des appuis qui sont à au moins une travée de la travée où se trouve la cabine ; cette configuration d'attente peut notamment, selon les cas, être la configuration dans laquelle l'appui est en position haute, ou la configuration intermédiaire dans laquelle cet appui est à mi-hauteur entre ses positions haute et basse.
Ainsi, par exemple, dans le cas précité où le réglage en hauteur des appuis se fait grâce à des fléaux ne portant chacun qu'un seul appui (un éventuel second appui pour un autre câble de circulation étant monté sur un autre fléau lié au même support), la configuration d'attente la plus simple est celle qui correspond à la position haute tandis que dans l'autre cas précité où deux appuis sont portés par un même fléau, la configuration d'attente la plus simple est celle qui amène chaque appui à mi-hauteur entre ses positions haute et basse (il faut bien sûr, dans ce cas, prévoir de remonter l'appui approprié lorsqu'une cabine approche sur le câble porté par cet appui). Le transport se fait en pratique en passant d'une station à une station suivante, et ainsi de suite. De préférence, on fait descendre (avec donc une pente négative) la trajectoire du point de sustentation lorsque la cabine quitte une station et on fait monter (avec donc une pente positive) cette trajectoire lorsque la cabine arrive à une station. L'invention propose également, pour la mise en oeuvre du procédé, une installation de transport, notamment de transport en commun. Par analogie avec ce qui précède à propos du procédé, cette installation comporte :
- un câble porteur ;
- une succession de supports définissant des travées et munis chacun d'un appui, le câble étant porté par les appuis et s'étendant librement d'un appui à l'autre ; et
- une cabine adaptée à se déplacer sur ce câble sous l'action de moyens de commande en translation, caractérisée en ce que, pour au moins l'une des travées, - les appuis qui portent le câble sur les deux supports définissant la travée sont montés avec un débattement vertical entre des positions basses et des positions hautes ;
- ces appuis sont commandés en hauteur par rapport à leurs supports par des moyens de réglage vertical ; - les moyens de réglage vertical de ces deux appuis étant, lors de la circulation de la cabine dans cette travée, synchronisés avec les moyens de commande en translation de la cabine de telle sorte que, lors du passage de la cabine sur l'un des appuis celui-ci est dans sa position basse tandis que l'autre appui est dans sa position haute et, au fur et à mesure que la cabine se déplace vers cet autre appui, le premier appui s'élève vers sa position haute tandis que l'autre appui descend vers sa position basse, de manière à ce que le point de sustentation de la cabine sur le câble suive une trajectoire sensiblement rectiligne entre les positions basses de ces appuis.
L'installation de l'invention peut avoir des caractéristiques additionnelles avantageuses dont certaines correspondent à des préférences énoncées à propos du procédé.
Ainsi, de manière préférée, le câble est soumis à une tension sensiblement constante, le débattement vertical de chacun des appuis est de l'ordre du double de la flèche du câble lorsque la cabine est à mi-chemin entre les appuis, et les hauteurs respectives desdits appuis par rapport à leurs 8
positions basses sont à tout instant dans un même rapport avec les distances de la cabine à ces appuis.
De même, pour des raisons de simplicité, les travées ont de préférence des portées sensiblement égales et les appuis portés par les supports qui les délimitent ont des débattements d'amplitudes sensiblement égales ; les appuis successifs peuvent ainsi être identiques.
L'amplitude des débattements des appuis est avantageusement variable ; cela permet qu'un appui puisse être situé entre deux travées de portées différentes. Cela permet en outre de tenir compte du poids réel des cabines en circulation, par exemple en fonction du nombre de voyageurs embarqués ; dans ce cas les moyens de réglage vertical des appuis comportent avantageusement des éléments de délimitation de débattement, par exemple des simples butées, connectées à un système de pesage destiné à détecter le poids de la cabine, par exemple juste avant que celle-ci quitte une station.
Les moyens de réglage en hauteur peuvent être du type actif, avec par exemple des vérins ; ils sont toutefois de préférence de type passif, comportant par exemple des contrepoids agissant sur des organes mobiles portant les appuis considérés, et disposés en sorte de compenser au moins approximativement les charges que supportent ces appuis lorsqu'une cabine se trouve dans une travée adjacente.
Les moyens de réglage en hauteur comportent de préférence des fléaux basculants dont chacun porte un appui ; de tels fléaux sont articulés autour d'axes fixes par rapport aux supports et au moins approximativement parallèles au câble.
Ces fléaux ont de préférence des configurations angulaires extrêmes présentant des inclinaisons égales mais de sens opposés par rapport à une configuration intermédiaire dans laquelle ils sont horizontaux.
Dans un premier mode général de réalisation, chaque fléau porte un seul appui, de sorte que, lorsqu'un support doit porter deux appuis, ces appuis sont montés sur deux fléaux différents, articulés autour d'un axe commun ou de deux axes décalés.
Un tel fléau est alors avantageusement muni d'un ou de plusieurs contrepoids disposé(s) sur le fléau en sorte de générer, pour au moins une configuration du fléau, un couple de compensation sensiblement égal au couple généré par la charge appliquée à l'appui par le câble dans cette configuration lorsque la cabine est dans une travée adjacente. De manière préférée ce (ou ces) contrepoids est (sont) disposé(s) en sorte de générer de tels couples de compensation lorsque le fléau est dans l'une de ses configurations extrêmes correspondant aux positions basse et haute de l'appui (de préférence dans chacune de ses configurations extrêmes) et dans une configuration intermédiaire, par exemple celle dans laquelle l'appui est à mi-hauteur entre ses positions haute et basse.
A titre d'exemple le fléau comporte deux contrepoids dont le premier contrepoids est destiné à générer une couple opposé à celui qu'exerce la charge appliquée par le câble lorsque le fléau est dans ladite configuration intermédiaire et que la cabine est dans une travée adjacente. Ce premier contrepoids est par exemple disposé à l'opposé de l'appui par rapport à l'axe d'articulation, par exemple à une même distance de l'axe que l'appui. De préférence le second contrepoids est sans effet lorsque le fléau est dans ladite configuration intermédiaire. Dans le cas précité où le premier contrepoids est à l'opposé de l'appui par rapport à l'axe d'articulation (quelle que soit sa distance à l'axe) ce second contrepoids est de préférence situé à la verticale de l'axe d'articulation lorsque le fléau est dans sa configuration intermédiaire précitée, et génère des couples de compensation égaux (mais de sens opposés) lorsque le fléau est dans chacune de ses configurations extrêmes.
Dans un second mode de réalisation les fléaux portent deux appuis destinés à porter deux câbles différents (par exemple des câbles parallèles destinés à des circulations dans des sens opposés). 10
Ce fléau est avantageusement symétrique, les appuis étant disposés sur deux bras s'étendant à l'opposé l'un de l'autre à partir de l'axe d'articulation du fléau à une même distance de cet axe. Les appuis sont avantageusement disposés de façon symétrique grâce à quoi, si les 4 travées se trouvant de part et d'autre des appuis sont égales le fléau est équilibré lorsqu'il est dans une configuration intermédiaire dans laquelle chaque appui est à mi-hauteur entre ses positions haute et basse. En outre ce fléau est avantageusement muni d'un ou plusieurs contrepoids disposé(s) en sorte d'être sans effet lorsque le fléau est dans cette configuration intermédiaire, mais de générer un couple de compensation compensant au moins approximativement la différence des couples générés par les charges appliquées aux appuis lorsque le fléau est dans l'une ou l'autre de ses configurations extrêmes dans lesquelles les appuis sont dans leurs positions basse et haute.
L'installation comporte en pratique des stations. Celles-ci sont avantageusement conçues en sorte que la câble y soit sensiblement au niveau de la position haute d'un appui porté par un support adjacent. Cela donne à la cabine, dans la travée adjacente à la station, une trajectoire descendante au départ, et une trajectoire montante à l'arrivée, tout en permettant que la trajectoire de la cabine devienne rectiligne dès la travée suivante. Deux grandes catégories de solutions sont possibles pour la commande en translation de la cabine : soit un câble de traction longeant le câble porteur (et donc bien plus léger que ce dernier), soit une propulsion autonome embarquée à bord de la cabine, ce qui est en pratique limité à des parcours sensiblement horizontaux présentant d'éventuelles dénivellations comparables à celles acceptées dans les installations classiques de transport sur rail (au-dessus de ceux-ci ou de type suspendu) c'est-à-dire typiquement de l'ordre de 5 à 10° maximum. 11
Brève description des figures
Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention découlent de la description qui suit, donnée à titre illustratif non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1A est un graphique montrant les composantes de la flèche d'un câble chargé en son milieu par une cabine ;
- la figure 1 B est un graphique similaire concernant la composante relative au câble seul ; - la figure 1 C est un autre graphique similaire concernant la composante relative à la cabine seule (avec un câble de masse nulle) ;
- la figure 2A est le schéma de principe d'une installation conforme à l'invention comportant une cabine sur un appui B porté par un premier support S2 ; - la figure 2B est le schéma de principe de cette installation lorsque la cabine est sur un appui porté C par le support S3 situé immédiatement à droite de S2 ;
- la figure 2C est le schéma de principe de cette installation lorsque la cabine se déplace entre S2 et S3 ; - la figure 3A est une vue schématique de côté d'un support muni d'un fléau basculant supportant un appui ;
- la figure 3B est une autre vue montrant sept positions angulaires possibles du fléau ;
- la figure 4A est une vue de face d'une cabine circulant sur un double câble ;
- la figure 4B est une vue similaire d'une autre cabine circulant sur un câble unique ;
- la figure 5A est une vue en élévation montrant un support muni de deux fléaux basculants portant chacun un appui ; - la figure 5B en est une vue de dessus ; 12
- la figure 6A est une vue en élévation montrant un autre support muni de deux fléaux portant chacun un appui ;
- la figure 6B en est une vue de dessus ;
- la figure 7A est une vue schématique d'une installation conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 7B est un graphique montrant les allures du câble et les positions des appuis pour diverses positions de la cabine dans une travée ;
- la figure 8A est une vue en élévation d'un fléau destiné à l'installation des figures 7A et 7B, en configuration angulaire intermédiaire ; - la figure 8B en est une vue en configuration angulaire abaissée en position I ;
- la figure 8C en est une vue en configuration angulaire relevée en position VII ;
- la figure 9 est une vue en élévation d'un fléau supportant deux appuis ;
- la figure 10 est une vue schématique d'une installation conforme à un second mode de réalisation de l'invention, utilisant des fléaux tels que celui de la figure 9 ;
- la figure 11 est une vue en perspective d'une installation conforme à celle de la figure 10, dont les fléaux sont toutefois dépourvus de contrepoids ; et
- la figure 12 est une vue de principe représentant une succession de travées entre deux stations.
Exposé théorique de l'invention
Les figures 1A, 1 B et 1 C présentent quelques considérations théoriques utiles à la compréhension de l'invention.
La figure 1A montre trois courbes à propos d'un câble s'étendant entre deux supports S1 et S2 et supporté par deux appuis V et W de même niveau et chargé en son milieu M par une cabine Q. Le câble prend une flèche 13
notée f. La cabine Q peut être considérée, au choix, comme étant vide, à pleine charge ou à mi-charge ; ce choix doit ensuite être conservé pendant le raisonnement.
Cette flèche a deux composantes f, et f2 correspondant respectivement à la flèche que le câble prend naturellement en l'absence de la cabine, et la flèche que prendrait un câble de masse nulle sous le poids de la cabine. Soit C1 la courbe représentant la forme du câble en l'absence de la cabine, C2 la courbe représentant la forme du câble fictif sans poids et CT la courbe du câble réel chargé par la cabine. On note par M0 le milieu de VW, par M1 le milieu de C1 , par M2 le milieu de C2, par V0 et W0 les points qui sont à la verticale de V et W, mais au niveau de M, c'est-à-dire à une distance f en-dessous de V et W.
Si on prend les notations suivantes :
* p : poids linéique du câble * I : distance entre les appuis, aussi appelée portée
* T : tension du câble
* Q : poids de la cabine on a f = fι + f, avec
,, . . S.iTl *,,= £ AT.
La forme d'un câble s'étendant entre deux appuis est une chaînette, qui est assimilable à une parabole pour les faibles courbures (c'est-à-dire les grands rayons de courbure). Or une propriété des paraboles a pour conséquence ici qu'en n'importe quelle position entre S1 et S2 la flèche est invariable lorsque les appuis V et W sont soumis à des déplacements verticaux de même amplitude mais de sens opposés. Ainsi, lorsqu'à la figure 1 B on abaisse V en V et on relève W en W d'une même hauteur, on obtient une courbe C1 ' dont la flèche au milieu Mo de la portée reste constante (M1 reste fixe) tandis qu'en un point quelconque m, la flèche k2k3 de la courbe CI ' est 14
égale à la flèche k0k., de la courbe C1. Cette courbe C1 donne donc pour tout point m la flèche que prend le câble pour n'importe quel couple V et W.
En ce qui concerne la figure 1 C qui correspond à la cabine portée par un câble de masse nulle soumis à une tension T constante, le calcul montre que si l'on déplace verticalement les appuis V et W avec une même amplitude mais dans des sens opposés tandis que l'abscisse x de la cabine varie selon la relation suivante où y est l'ordonnée de V par rapport au point de référence V0 (on désigne par F le double de f) : x = Σ. I F alors la trajectoire du point auquel la cabine est suspendue au câble est une parabole C3.
On connaît trois points de cette parabole C3 :
- le point V0 correspondant à x = y = 0 ;
- le point W0 ; - le point médian J de cette parabole dont on sait que par construction la hauteur M0J vaut f2.
Puisque M0M vaut f et que f = f, + f2 on en déduit que JM est égal à UQ . (voir figure 1 B).
Si on revient à la figure 1A, la flèche totale en un point m du câble réel chargé par la cabine, lorsque les hauteurs des appuis V et W et l'abscisse x de ce point satisfont la relation de proportionnalité précitée, est la somme des composantes de flèche déduites des figures 1 B et 1 C.
On en déduit que la flèche totale est en tout point m donné par une courbe C4 définie par la somme des expressions mathématiques des courbes C1 et C3 par rapport à V et W. Or on sait que la somme de deux paraboles est une parabole que l'on sait définir à partir de trois points. Or il est clair que V0, M et W0 font partie de la courbe C4 ; puisqu'ils ont la même ordonnée, cette parabole C4 est une droite.
En conséquence, la trajectoire du point de sustentation d'une cabine à un câble porteur soumis à une tension constante est rectiligne lorsque l'on 15
abaisse l'appui vers lequel se déplace la cabine et que l'on relève l'appui dont elle s'éloigne avec des mouvements d'amplitudes égales mais de sens opposé, en synchronisme avec le mouvement de la cabine conformément à la loi de proportionnalité précitée. Ces raisonnements sont fondés sur quelques hypothèses qui ont permis d'écrire des équations simples. Selon que l'on renonce, ou non, à l'une ou l'autre de ces hypothèses (tension constante, réaction au mouvement de la cabine), les équations sont plus complexes mais le raisonnement qui précède permet d'établir une loi de corrélation éventuellement plus complexe telle que, lorsque l'on déplace une cabine d'un appui vers un autre appui, que l'on relève l'appui que quitte la cabine et que l'on abaisse l'autre appui vers lequel se déplace la cabine de façon synchronisée avec ce déplacement de la cabine conformément à cette loi de corrélation, la trajectoire du point du câble qui supporte la cabine soit sensiblement rectiligne entre deux positions basses de ces appuis.
En conséquence, bien que la suite de la description se place dans le cas d'une installation de transport par cabine utilisant un câble porteur à tension constante, l'invention n'est pas limitée à ce cas.
Par ailleurs, il a été supposé que les lignes V0W0 et VW étaient horizontales. Le raisonnement qui précède n'est plus rigoureusement exact lorsque l'on donne à ces droites des pentes non nulles. On conserve toutefois une propriété importante du résultat, à savoir que la trajectoire, quoique non rigoureusement rectiligne, a une pente qui varie doucement : il n'y a pas de bosse à la verticale de V et W et, en tout cas, les fluctuations sont très inférieures à celles d'un câble suspendu sur des appuis fixes. 16
Mode général de réalisation de l'invention
Les figures 2A à 2C représentent schématiquement le principe d'une installation de transport, par exemple de transport en commun en milieu urbain, conforme à l'invention.
Cette installation comporte une succession de supports fixes définissant des travées, ici quatre supports S1 , S2, S3, S4 munis chacun d'un appui noté A, B, C ou D. Un câble porteur 100 est porté par ces appuis et s'étend librement de l'un à l'autre.
Une cabine Q est adaptée à se déplacer sur ce câble sous l'action de moyens de commande de tout type connu approprié schématisés sous la référence 110. Les moyens de commande sont ici embarqués à bord de la cabine qui est donc automotrice ; d'autres variantes sont toutefois possibles, avec par exemple la mise en oeuvre d'un câble de traction s'étendant tout le long du câble porteur (n'ayant pas à supporter le poids de la cabine ni la tension du câble porteur, ce câble de traction peut être de section bien plus faible que ce dernier et donc bien plus léger) : sa présence ne modifie donc pas fondamentalement le raisonnement présenté à propos des figures 1A à 1 C. Les travées sont en pratique de même portée égale à I.
Les appuis A, B, C, D sont montés sur leurs supports avec un débattement vertical entre des positions basses et hautes identifiées par l'utilisation des indices « min » et « max ». Leurs positions verticales sont réglées par des organes de réglage vertical (dont des exemples seront donnés ci-dessous) de façon synchronisée avec le déplacement de la cabine Q.
Le franchissement d'une travée telle que la travée BC est détaillé à la figure 2C pour un mouvement de gauche à droite.
On part par exemple de la configuration de la figure 2A où la cabine Q est au regard de l'appui B. L'appui B est dans sa position minimale Bmin tandis que les appuis adjacents A et C sont en leurs positions hautes Amax et 17
Cmax. L'amplitude du débattement vertical de cet appui B (cela est valable pour les autres appuis) est avantageusement égale, au moins approximativement, au double de la flèche que prend le câble sur une travée lorsque la cabine est en son milieu : cela correspond à ce qui a été désigné ci-dessus par F.
La travée BC est, à la figure 2C, arbitrairement découpée en 6 tronçons successifs et les chiffres romains I à VII désignent sept positions successives du point de sustentation de la cabine depuis B jusqu'à C : il leur correspond sept courbes représentatives de la forme du câble et sept positions possibles pour les appuis B et C. On retrouve bien sûr que, lorsque la cabine est à mi-chemin entre B et C (position IV) les appuis B et C sont à mi-hauteur entre leurs positions extrêmes, à des hauteurs par rapport à Bmin et Cmin qui sont égales à la flèche du câble lorsqu'il est chargé en son milieu. On observe de même que la somme des hauteurs des appuis B et C est constante, égale pour chaque position de la cabine à l'amplitude F du débattement entre les positions extrêmes. Les sept positions du point de sustentation de la cabine sont sur une ligne droite passant par Bmin et Cmin.
Lorsque la cabine arrive dans sa position VII, l'appui B est arrivé à sa hauteur maximale (on comprend ainsi pourquoi à la figure 2A l'appui A est en position haute : c'est parce que la cabine vient d'achever sa traversée de la travée AB), tandis que l'appui D à la figure 2B doit avoir été mis en position haute pour permettre la traversée de la travée CD. Le raisonnement se généralise pour les diverses travées, ce qui aboutit à une trajectoire qui peut être rectiligne sur plusieurs travées, passant par les positions basses des appuis considérés.
On peut noter qu'à la figure 2C, l'allure du câble à gauche de l'appui B et à droite de l'appui C est à peine ébauchée. En effet, à part ce qui vient d'être indiqué lorsque B ou C est en position basse la linéarité de la trajectoire entre B et C ne dépend pas de la position des autres appuis. C'est également la raison pour laquelle, à la figure 2A, l'allure du câble n'est pas indiquée dans 18
la travée CD et, à la figure 2B, cette allure n'est pas indiquée dans la travée AB.
C'est donc en fonction des choix de réalisation que la position des appuis non concernés par la travée où se trouve la cabine sera choisie (des exemples seront donnés ci-dessous).
On peut noter que les travées définies par les appuis A, B, C et D (ou leurs supports) sont ici de même portée. Cela n'est toutefois pas une nécessité dès lors que le débattement vertical des appuis délimitant une travée est dimensionné au moins approximativement en fonction de la portée de cette travée : ainsi par exemple, dans une variante (non représentée) des figures 2A ou 2B où la travée CD a une portée égale à la moitié de celle de BC, l'appui D ne vient qu'à mi-hauteur lorsque la cabine est en C tandis que l'appui B est à sa hauteur maximale, et l'appui C, qui est en sa position haute Cmax lorsque la cabine est en B ne monte qu'à mi-hauteur lors de la traversée de la travée CD. De même, il n'est pas nécessaire que la cabine ait toujours le même poids (selon le nombre de voyageurs par exemple) du moment que l'amplitude du débattement vertical est modifiée en conséquence. A défaut, la trajectoire n'est pas rigoureusement rectiligne si la cabine n'a pas le poids pour lequel l'amplitude du débattement a été définie ; on constate néanmoins en pratique que la trajectoire présente alors des courbures très faibles, même lors du franchissement d'un appui, ce qui correspond au principal résultat recherché par l'invention.
Le montage des appuis sur leurs supports (par exemple des pylônes) peut se faire par des moyens très divers. Il peut notamment s'agir de vérins dont la tige se déploie plus ou moins vers le haut selon la hauteur instantanée souhaitée. Cette solution convient très bien pour la jonction de travées de longueurs différentes et/ou dans les cas où le poids de la cabine est susceptible de présenter des fluctuations substantielles.
Un mode de réalisation préféré est représenté à la figure 3A où l'appui 120 est monté à l'extrémité d'un fléau 121 articulé autour d'un arbre d'axe x-x parallèle à la trajectoire de la cabine et fixe par rapport au support 19
122. La hauteur de l'axe d'articulation du fléau est de préférence au milieu entre les hauteurs des positions minimale et maximale.
Un tel positionnement de l'axe d'articulation par rapport au débattement souhaité pour l'appui considéré a pour effet que le fléau est horizontal lorsque cet appui doit être à mi-hauteur entre ses positions extrêmes ; ces dernières correspondent alors à des angles égaux de part et d'autre de l'horizontale.
Cette configuration est tout à fait compatible avec l'obtention de débattements ajustables : il suffit de faire varier le débattement angulaire du fléau vers le haut et vers le bas. Le point bas de l'appui par lequel passe la trajectoire a alors une hauteur variable mais avec des variations suffisamment faibles par rapport à la portée des travées pour que cette trajectoire (ici horizontale) reste sensiblement invariante avec des fluctuations infimes de la trajectoire. A la figure 3A l'appui 120 représenté est du type à double câble et est adapté à coopérer avec une cabine Q1 du type représenté à la figure 4A
(elle n'est bien sûr pas à l'échelle car la cabine est en pratique bien plus grande que la pièce d'appui qui soutient le câble). En variante l'appui est du type à un seul câble et coopère avec une cabine Q2 du type de la figure 4B. La figure 3B visualise les inclinaisons que prend le fléau de la figure
3A pour donner à un appui tel que B les niveaux en hauteur correspondant aux positions I à VII de la cabine.
Bien entendu l'ordre de numérotation est inversé en ce qui concerne le fléau commandant l'appui C tant que l'on s'intéresse à cette travée BC.
Premier mode de réalisation
Les figures 5A à 8C décrivent un premier mode de réalisation correspondant à la mise en oeuvre de fléaux qui ne portent chacun qu'un seul appui. 20
Lorsque les supports doivent supporter deux câbles, il y a donc deux fléaux.
Ainsi les figures 5A et 5B représentent un pylône 123 sur lequel sont articulés, autour d'un même axe x-x, deux fléaux indépendants 124 et 125 destinés par exemple au support de doubles câbles aller 10 et retour 20. En variante représentée aux figures 6A et 6B, les fléaux indépendants 126 et 127 sont articulés autour de deux axes u-u et v-v du support 123, décalés horizontalement. Dans ces figures les fléaux sont munis en leurs extrémités opposées aux appuis de contrepoids 128 ou 129, 128' ou 129', qui permettent de minimiser les couples à appliquer à ces fléaux pour les faire pivoter vers le haut ou vers le bas. Cela sera détaillé ci-dessous.
Les figures 7A et 7B décrivent un premier mode de réalisation du schéma de principe des figures 2A à 2C particulièrement bien adapté (mais cela n'est pas exclusif d'autres types de mécanismes de réglage en hauteur) à des fléaux portant un seul appui : les appuis qui ne sont pas concernés par la travée dans laquelle circule la cabine (c'est à dire qu'ils ne bordent pas cette travée) sont en position haute. La figure 7A montre ainsi l'allure du câble lorsque la cabine est au milieu de la travée BC.
La figure 7B montre non seulement l'allure du câble dans cette configuration de la figure 7A correspondant à la position IV de la cabine, mais aussi pour les positions I à III et V à VIL
Pour les sept niveaux correspondants de l'appui B, cette figure 7A mentionne en outre :
* auprès de l'appui A, les valeurs des charges supportées par cet appui A restant en position haute lorsque B varie entre ses niveaux minimum et maximum ;
* à gauche de l'appui B, les charges supportées par cet appui, pour ses divers niveaux, du fait du câble dans la travée AB ;
* à droite de l'appui B, les charges supportées, pour ses divers niveaux, du fait de la position de la cabine entre B et C, puis du fait du câble dans la travée BC. 21
Ces valeurs se déduisent par calcul classique en mécanique.
On observe que A supporte un poids d'autant plus important que B est bas. Lorsque B est en VII, le poids p.l du câble de la travée AB se répartit par moitié entre les appuis A et B ; lorsque B baisse la charge A augmente tandis que celle sur B baisse ; elle devient même nulle puis négative lorsque B est au minimum.
En ce qui concerne le poids du câble de la travée BC, il pèse d'autant moins sur l'appui B que celui-ci baisse. Dans la mesure où l'appui C monte tandis que B baisse, on comprend que la variation de la part du poids du câble de la travée BC baisse plus fortement en fonction de son niveau que
) dans la travée AB (variation de pl/8 dans AB, mais de pl/4 dans BC, lorsque B baisse d'un position à la suivante).
La somme des termes situés à droite et à gauche de B donne pour cet appui le poids que doit supporter cet appui, en chacune de ses positions, compte tenu du choix fait quant à la position (haute) des appuis non concernés par la travée dans laquelle circule la cabine. A titre d'exemple, en position V, l'appui B supporte une charge égale à :
8 6 8 3
Les figures 8A à 8C représentent une forme particulièrement intéressante de fléau à un seul appui.
Le fléau 130 comporte une extrémité droite destinée à supporter un appui (et donc la charge qui lui est appliquée) et une extrémité gauche munie d'un contrepoids noté 131. Il comporte en outre un contrepoids haut repéré 132 avantageusement disposé en sorte de ne générer aucun couple lorsque l'appui est en sa position IV.
De manière préférée ce fléau 130 a la forme d'un T renversé, mais d'autres formes sont possibles (notamment triangle dont les sommets sont formés par l'appui et les contrepoids). En outre, les bras droit et gauche peuvent ne pas être dans le prolongement l'un de l'autre, ni être de même longueur. 22
A la figure 8A, le fléau est représenté dans une configuration où son bras droit est horizontal (position médiane IV de l'appui) et où le contrepoids haut 132 est sans effet (voir ci-dessus). On identifie aisément la masse à donner au contrepoids 131 pour que le fléau soit équilibré : il suffit que le couple généré par ce contrepoids compense le couple généré par la charge appliquée à l'appui par le câble et la cabine. Dans le cas où l'on choisit de situer le contrepoids de façon symétrique de l'appui par rapport à l'axe (ce contrepoids et cet appui sont donc aux extrémités de bras de levier égaux mais de sens opposés), on en déduit que le poids R de ce contrepoids est (voir figure 8B) :
2 8 La figure 8B représente ce même fléau dans une configuration correspondant à la position I de l'appui. Le contrepoids haut génère par son poids K un couple qui s'ajoute à celui généré par la charge appliquée à l'appui. Si par simplicité on choisit de disposer le contrepoids haut de telle sorte qu'il soit, pour cette position I, à la verticale de l'appui, pour qu'il y ait équilibre, il faut que :
R = K + Q - . EL
2
. 9 d'i où K = pl - Q
Figure imgf000024_0001
" 8 2 On peut noter que ce poids est positif tant que la cabine ne pèse pas sensiblement plus du double du poids du câble. Sinon, il faut disposer le contrepoids 132 en-dessous de l'axe d'articulation.
La figure 8C représente le même fléau 130 dans une configuration correspondant à la position VII de l'appui. Le contrepoids haut génère alors par son poids un couple qui s'ajoute à celui généré par le premier contrepoids.
Compte tenu de la configuration choisie pour le fléau (bras de levier) , on peut écrire que celui-ci est soumis à des efforts opposés : 23
R + K et ^ 8
On peut remarquer que ces deux termes sont égaux, et que le fléau est en équilibre.
On vérifie qu'il y a équilibre dans les deux configurations extrêmes dès lors que le contrepoids 131 est à l'opposé de l'appui par rapport à l'axe (à une même distance ou non de cet axe) et que le contrepoids est sans effet dans la position IV, c'est à dire qu'il est situé par rapport à l'axe dans une direction perpendiculaire à une ligne reliant le premier contrepoids et le point d'application de la charge. On peut vérifier par calcul qu'en n'importe quelle autre position angulaire du fléau l'ensemble des contrepoids 131 et 132 équilibre au moins approximativement la charge verticale transmises par le câble porteur à l'appui.
Cette propriété de cette configuration de contrepoids est très intéressante en ce qu'elle signifie qu'il ne faut en théorie aucune énergie pour que les fléaux 130 amènent les appuis aux hauteurs voulues pour que la trajectoire résultante de la cabine soit rectiligne (sensiblement horizontale) : il y a un réglage passif de la hauteur de chacun des appuis.
Il faut toutefois noter que cet équilibre n'existe (au moins approximativement) que sous réserve qu'il n'y ait pas de cabine dans les deux travées qui précèdent ni dans les deux travées qui suivent, ce qui revient à dire que ce réglage passif de la hauteur des appuis est possible dès lors qu'il n'y a pas plus d'une cabine toutes les trois travées. En pratique, ce n'est pas une contrainte bien gênante puisque des considérations de sécurité justifient des règles de circulation du même ordre. Bien entendu l'équilibre, constaté ci-dessus pour la position haute d'un appui lorsque la cabine se trouve sur un appui adjacent, n'est pas réalisé pour les autres appuis, non concernés par la travée où se trouve la cabine, puisque ces autres appuis ne sont soumis qu'au poids du câble (une moitié de câble de chaque côté de ces appuis). Il est alors nécessaire, si le réglage en hauteur des appuis est uniquement passif, de prévoir une butée haute 134 24
solidaire du support limitant le débattement angulaire du fléau vers le haut. Cette butée peut être réglable (cela est visualisé sur les figures par la double flèche située auprès de cette butée), par exemple en fonction du poids instantané de la cabine, en fonction notamment du nombre de voyageurs. En variante, le réglage en hauteur des appuis portés par des fléaux du type précité peut faire intervenir des moyens actifs, tels que des vérins, pour contrôler à tout instant position des appuis, mais leur consommation en énergie est très faible. Si ces vérins sont à double effet ils peuvent eux-mêmes assurer la fonction de réglage de l'amplitude angulaire du fléau vers le haut. D'autres configurations de fléau sont possibles, avec par exemple des contrepoids qui n'équilibrent le fléau qu'en certaines des positions I, IV ou VII ou un seul levier s'étendant depuis l'axe d'articulation jusqu'à l'appui. Des moyens actifs de réglage en hauteur sont alors nécessaires.
D'autres configurations de contrepoids sont de même possibles, dépendant de la structure des mécanismes mobiles qui relient les appuis à leur support pour en régler la hauteur. Les variations d'effet de ces contrepoids (pour tenir compte des variations du poids à compenser) peuvent être obtenues en faisant coulisser les contrepoids attachés à des câbles, sur des surfaces de pentes variables ou en les suspendant à des structures articulées générant des couples variables de compensation.
En tout état de cause, il est important de retenir qu'il est possible de concevoir les fléaux en sorte qu'ils se mettent automatiquement, de façon passive, en fonction de l'avancement de la cabine le long du câble, dans des configurations garantissant que la trajectoire de cette cabine est horizontale. 25
Second mode de réalisation
La figure 9 représente un fléau 140 qui, à la différence du fléau des figures 5A et 5B et suivantes, comporte deux bras 141 et 142 de sens opposés, ayant de préférence des longueurs égales, et dont chacune des extrémités porte un appui : à titre d'exemple ce fléau porte un appui pour un câble porteur
« aller » 10 et un appui pour un câble porteur « retour » 20.
Dans ce cas, le plus logique est de choisir pour les appuis non concernés par la cabine une position d'attente horizontale, puisque chaque appui est alors soumis à une même charge, à condition qu'il n'y ait aucune cabine dans les travées adjacentes (ni sur le câble « aller » ni sur le câble « retour »), ou qu'il y ait un même nombre de cabines de même poids, en pratique une seule, dans ces travées adjacentes (par exemple une cabine au milieu d'une travée adjacente du câble « aller », et une cabine au milieu d'une travée adjacente du câble « retour »).
Quel que soit le choix qui est fait pour les appuis non concernés par les travées où se trouve une cabine, les relations donnant les charges appliquées aux appuis bordant une travée contenant une cabine sont différentes de celles de la figure 7B, mais sont aisément déterminées par calcul.
Par analogie aux figures 8A à 8C, il est avantageux de prévoir un contrepoids haut 143 qui est sans effet en configuration horizontale du fléau. Son emplacement et sa masse sont avantageusement choisis de manière à équilibrer le fléau lorsqu'il est incliné au maximum, vers le bas d'un côté ou de l'autre de l'axe d'articulation. Ainsi les efforts à déployer pour commander le débattement angulaire autour de son axe d'articulation sont minimisés.
Le réglage en hauteur des appuis, donc le réglage angulaire du fléau est effectué par des moyens actifs de tout type connu approprié, notamment mécaniques ou hydrauliques. A titre d'exemple, ces moyens sont, à la figure 9, constitués par des vérins 144 et 145 avantageusement inclinés vers le haut et à l'écart de l'axe d'articulation pour pouvoir générer des couples de commande 26
les plus importants possibles. Comme indiqué ci-dessus ces vérins peuvent eux-mêmes définir les positions angulaires extrêmes variables du fléau.
La figure 10 représente une installation fonctionnant avec de tels fléaux supportant deux appuis ; seul l'un des câbles est considéré, par exemple le câble aller.
Lorsque la cabine est sur l'appui B (cet appui est donc au niveau I, les appuis A et C sont au niveau haut (VII) tandis que les appuis plus éloignés Z, D et E sont au niveau IV intermédiaire. Au fur et à mesure que la cabine se déplace vers C, le câble prend, dans la travée BC les configurations successives indiquées sur la figure 2C tandis que A est abaissé, que B remonte, C descend, et D monte, Z et E restant à leur niveau intermédiaire.
Lorsque la cabine arrive au milieu de la travée BC (position IV) tous les appuis sont à leurs niveaux intermédiaires. Lorsque cette cabine arrive en C, Z, A et E sont restés à leurs niveaux intermédiaires, B et D sont à leurs niveaux haut tandis que C est au niveau minimum.
A titre d'exemple le fléau 140 a une amplitude de 60° (30° de part et d'autre de l'horizontale) et les appuis sont à 4,15 m de l'axe d'articulation ce qui donne pour ces appuis un débattement vertical de 4,80 m. Il en résulte, lorsque les appuis délimitant une travée de 200 m sont en des niveaux respectivement haut et bas, une pente de 2, 4%.
Il est intéressant de noter que l'énergie dépensée pour commander le basculement est faible, correspondant essentiellement, lorsque le fléau a la configuration de la figure 9, à la compensation des frottements au niveau de l'axe. En outre l'énergie servant à relever le câble participe au déplacement de la cabine.
Pour bien comprendre ceci, il faut imaginer des pylônes plus rapprochés en conservant les mêmes fléaux. Les flèches relatives à la portée seraient alors beaucoup plus importantes à l'image des flèches représentées sur les figures. 27
On voit que, dans ces conditions, la cabine avancerait sans intervention d'un câble tracteur puisque à chaque position alternée de deux fléaux successifs, la cabine atteindrait naturellement le point bas de la courbe
(elle se déplacerait alors le long du câble comme une sorte de toupie dans le jeu de diabolo !).
Mais, en fait, la pente générale fictive entre deux fléaux est, dans l'exemple précité, de 2,4%, ce qui est faible.
Un câble tracteur ou un système automoteur doit donc fournir le complément de puissance pour le déplacement de la cabine. S'il s'agit d'un câble tracteur, la coordination entre le passage des cabines et le mouvement des fléaux peut s'en trouver facilitée.
En variante (voir figure 12 ci-dessous), les fléaux sont tous animés en permanence d'un mouvement de basculement, inverses des mouvements des appuis adjacents. Comme on l'a vu il en résulte une consommation modérée.
On peut noter qu'en principe il est possible qu'il y ait des cabines plus rapprochées que dans le cas des figures 8A et 8B : il peut même y avoir une cabine par travée.
La figure 11 montre en perspective une installation sur laquelle des cabines circulent dans les deux sens, sur des trajectoires sensiblement rectilignes. Les fléaux sont ici dépourvus de contrepoids haut.
En fonction de la vitesse souhaitée pour les cabines, on décide du rythme des oscillations des fléaux.
Par exemple, si les cabines circulent à 60 km/h, donc 1 km par mn, avec un espacement de 200 m entre les pylônes, le temps de parcours est de 12 secondes.
Le cycle complet du mouvement d'un fléau avec l'amplitude F est, dans ce cas, de 24 secondes : remontée en 12 secondes, nouvelle descente en 12 secondes. 28
Le mouvement est donc lent ; par exemple, avec une amplitude F = 4,80 m, la vitesse ascensionnelle ou la descente représente 2,5 secondes/mètre ou 0,40 m/seconde.
Comme dans le système de la figure 7A, si la cabine est déplacée à vide, c'est-à-dire avec un poids diminué sensiblement de moitié, la trajectoire n'est pas parfaitement rectiligne ; elle présente au contraire un léger « creux » au droit d'un pylône, mais le tracé des courbes sur un cas pratique montre que les écarts angulaires et altimétriques avec la solution « cabine à pleine charge » sont insignifiants et que les variations de pentes de la trajectoire sont infimes ; il n'y a pas de bosse lors du franchissement d'un appui.
Les cabines se déplacent suivant une trajectoire parfaitement rectiligne lorsqu'elles sont chargées, ou quasiment rectiligne lorsqu'elles sont à vide. On peut choisir de dimensionner l'amplitude du débattement des appuis en fonction d'une cabine chargée à moitié. Enfin, le câble tracteur dépense une énergie minimum pour l'avancement des cabines puisqu'il n'y a pas de « pente » à monter au voisinage des pylônes, comme cela se produirait avec un téléphérique classique.
Cette solution des figures 9 à 11 est un peu plus complexe sur le plan mécanique, puisqu'il faut un système de contrôle qui donne les « ordres » aux vérins hydrauliques de procéder au basculement des fléaux au moment du passage d'une cabine. Mais un tel contrôle est aisé à réaliser par une centrale de commande quelconque reliée aux mécanismes de réglage en hauteur des appuis de tout type connu approprié. II présente, par contre, l'avantage d'un seul fléau par pylône.
Station
La figure 12 représente une installation comportant des stations d'embarquement ou de débarquement de passagers. 29
Le passage des stations est un cas particulier. On ne peut faire monter ou descendre le câble porteur au niveau de la station. Le niveau du palier est imposé si l'on veut que la trajectoire devienne rectiligne dès la seconde travée. Le câble, au passage d'une station, se situe au niveau de la position
VII des fléaux. On en déduit évidemment le niveau du palier, en fonction de la hauteur de la cabine et de la pièce de suspension qui la relie au câble. Cette position est intéressante pour les raisons suivantes : On suppose la première travée entre la station et le premier pylône d'une portée I égale à celle des autres travées.
Au moment où la cabine sort de la station sur le câble porteur
« aller », le fléau Z est en position VII pour le premier mode de réalisation ou en position IV pour le second mode. A mesure que la cabine avance, il va descendre jusqu'à la position I. Donc, si l'on s'intéresse uniquement à la trajectoire de la cabine, on constate qu'elle suit la courbe indiquée.
La cabine sur la première travée descend une dénivellation F en altitude.
On peut donc considérer que la cabine, qui accélère sous l'impulsion du câble tracteur ou du système automoteur pour atteindre sa vitesse de croisière, « descend » pendant le parcours dans cette première travée, ce qui est favorable à cette opération de démarrage et économise de l'énergie.
Da la même manière, lors de l'arrivée dans la station suivante, alors que la cabine doit ralentir, elle se trouve en « côte » dans la dernière travée, ce qui représente également une forme de logique. Pour tenir compte de ce que le nombre de voyageurs (ou plus généralement la charge à transporter s'il s'agit de matériel) peut varier, il peut y avoir une compensation de poids en chaque station, par addition ou enlèvement de lest. En variante il peut y avoir une pesée de la cabine par une balance 150 et une transmission de cette donnée à un bloc de contrôle 160 puis aux appuis qui suivent, par liaison filaire ou émission optique ou 30
électromagnétique (schématisée sous les références 161 à 166), en sorte que ceux-ci modifient en conséquence le débattement vertical à commander lors de l'avancée de la cabine considérée.
Exemple numérique
A titre d'exemple, on utilise des câbles classiques de 68 mm de diamètre et de poids linéique de 25 kg/m (donc 50 kg/m dans le cas d'un double câble (cf. fig. 4A)). La charge à rupture du câble est de 20.000 fois le poids du câble par mètre soit 500 tonnes. En prenant un coefficient de sécurité de 3,15 la charge admissible est de 158 tonnes, soit 316 tonnes dans le cas d'un double câble (cas de la figure 5A).
On peut donc choisir une tension constante égale à 312,5 tonnes. Si on utilise une cabine ayant un poids de 10 tonnes à pleine charge, et si on prend la portée entre appuis égaie à 200 m, on obtient une flèche égale à la somme de 0,80 m (câble seul) et de 1 ,60 m (pour la cabine suspendue à un câble fictif de masse nulle) soit 2,40 m, d'où un débattement d'amplitude de 4,80 m. Avec une portée de 400m, on obtient une flèche totale de 6,40 m soit un débattement total d'amplitude de 12,80 m. Avec une portée de 400 m et en choisissant le poids à vide de la cabine (5 tonnes) on obtient une flèche de 4, 80 m, soit une amplitude de débattement de 9,60 m.
Avec une portée de 300 m et en choisissant le poids de la cabine à pleine charge, on obtient un débattement total de 8,40 m.
On peut choisir pour la cabine son poids à mi-charge, soit 7,5 tonnes.

Claims

31REVENDICATIONS
1. Procédé de transport, notamment de transport en commun, comportant des étapes consistant à : - mettre en place une succession de supports (S1 , S2, S3, S4) définissant des travées et munis chacun d'un appui (A, B, C, D, E, Z) ; disposer un câble porteur (100, 10, 20) sur lesdits appuis, le câble s'étendant librement d'un appui à l'autre avec une tension sensiblement constante dans ces travées ; et - disposer une cabine (Q, Q1 , Q2) sur ce câble porteur et la faire circuler dans les travées sous l'action de moyens de commande en translation ; caractérisé en ce que, pour chaque travée : on fait varier la hauteur des appuis par rapport à leurs supports à l'intérieur d'un débattement (F) , entre des positions basses (Amin, Bmin, Cmin...) et des positions hautes (Amax, Bmax, Cmax...), de façon synchronisée avec le déplacement en translation de la cabine dans cette travée de telle sorte que, lors du passage de la cabine sur l'un des appuis celui-ci est dans sa position basse tandis que l'autre appui est dans sa position haute et, au fur et à mesure que la cabine se déplace vers cet autre appui, le premier appui s'élève vers sa position haute tandis que l'autre appui descend vers sa position basse, de manière à ce que le point de sustentation de la cabine sur le câble suive une trajectoire sensiblement rectiligne entre les positions basses de ces appuis.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que on définit le débattement vertical (F) de chacun des appuis comme étant de l'ordre du double de la flèche (f) du câble lorsque la cabine est à mi-chemin entre les appuis ; et on commande les hauteurs respectives desdits appuis par rapport à leurs positions basses de telle sorte qu'elles soient à tout instant dans un même rapport avec les distances de la cabine à ces appuis. 32
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on donne aux travées des portées sensiblement égales et on donne aux appuis des débattements sensiblement égaux.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on fait varier la hauteur des appuis de façon passive, en fonction de la charge pesant sur chaque appui.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on monte les appuis sur des fléaux (121 , 124, 125, 126, 127, 130, 140) montés pivotants sur leurs supports, à l'intérieur d'un débattement angulaire.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on ménage sur lesdits supports d'autres appuis à hauteur variable entre des positions basses et des positions hautes, et on dispose un autre câble porteur sur ces autres appuis, ces autres appuis étant montés sur d'autres fléaux.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on ménage sur lesdits supports d'autres appuis à hauteur variable entre des positions hautes et des positions basses, et on dispose un autre câble porteur sur ces autres appuis, ces autres appuis étant montés sur les mêmes fléaux (141 , 142) que les premiers appuis.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, à l'arrivée à une station, on fait monter la trajectoire de point de sustentation de la cabine sensiblement jusqu'au niveau de la position haute d'un appui adjacent tandis que, à la sortie de la station, on fait baisser cette trajectoire à partir de ce niveau, sensiblement jusqu'au niveau de la position basse de l'appui suivant.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on laisse en une configuration d'attente les appuis qui sont à au moins une travée de la travée où se trouve la cabine.
10 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on modifie l'amplitude du débattement vertical des appuis lorsque l'on détecte que le poids de la cabine est modifié. 33
11. Installation de transport, notamment de transport en commun, comportant
- un câble porteur (100, 10, 20) ; une succession de supports (S1 , S2, S3, S4) définissant des travées et munis chacun d'un appui (A, B, C, D, E, Z) , le câble étant porté par les appuis et s'étendant librement d'un appui à l'autre en étant soumis à une tension sensiblement constante dans les travées ; et une cabine (Q, Q1 , Q2) adaptée à se déplacer sur ce câble sous l'action de moyens de commande en translation (110) ; caractérisée en ce que, pour chaque travée, les appuis qui portent le câble sur les deux supports définissant la travée sont montés avec un débattement vertical entre des positions basses (Amin, Bmin, Cmin...) et des positions hautes (Amax, Bmax, Cmax...) ; ces appuis sont commandés en hauteur par rapport à leurs supports par des moyens de réglage vertical (121 , 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131 , 132, 140, 143, 144, 145) ; les moyens de réglage vertical de ces deux appuis étant, lors de la circulation de la cabine dans cette travée, synchronisés avec les moyens de commande en translation de la cabine de telle sorte que, lors du passage de la cabine sur l'un des appuis celui-ci est dans sa position basse tandis que l'autre appui est dans sa position haute et, au fur et à mesure que la cabine se déplace vers cet autre appui, le premier appui s'élève vers sa position haute tandis que l'autre appui descend vers sa position basse, de manière à ce que le point de sustentation de la cabine sur le câble suive une trajectoire sensiblement rectiligne entre les positions basses de ces appuis.
12. Installation selon la revendication 11 , caractérisée en ce que le débattement vertical (F) de chacun des appuis est de l'ordre du double de la flèche (f) du câble lorsque la cabine est à mi-chemin entre les appuis ; et 34
les hauteurs respectives desdits appuis par rapport à leurs positions basses sont à tout instant dans un même rapport avec les distances de la cabine à ces appuis.
13. Installation selon la revendication 1 1 ou la revendication 12, caractérisé en ce que les travées ont des portées sensiblement égales et les appuis portés par les supports qui les délimitent ont des débattements (F) sensiblement égaux.
14. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que les débattements des appuis ont une amplitude variable commandés par des moyens de délimitation (134, 144, 145).
15. Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que les moyens de délimitation (134, 144, 145) sont connectés à des moyens de pesage (150) destinés à mesurer le poids de la cabine.
16. Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comporte des stations comportant lesdits moyens de pesage.
17. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisée en ce que les moyens de réglage vertical des appuis comportent des contrepoids (131 , 132) agissant sur des organes mobiles (130) portant chacun un appui, ces contrepoids étant conçus en sorte de compenser au moins approximativement la charge appliquée à un appui lorsque la cabine se trouve dans une travée adjacente, pour diverses positions de cet appui.
18. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, caractérisée en ce que les appuis sont montés sur des fléaux (121 , 124, 125, 126, 127, 130, 140) montés pivotants autour d'axes d'articulation liés aux supports.
19. Installation selon la revendication 18, caractérisée en ce que les fléaux ont des configurations angulaires extrêmes présentant des inclinaisons égales mais de sens opposés par rapport à une configuration intermédiaire (IV) dans laquelle ils sont horizontaux. 35
20. Installation selon la revendication 18 ou la revendication 19, caractérisée en ce que chaque fléau (121 , 122, 124, 125, 126, 127, 130) porte un appui unique.
21. Installation selon la revendication 20, caractérisée en ce que le fléau est muni d'au moins un contrepoids (128, 129, 128', 129', 131 , 132) disposé sur le fléau en sorte de générer, pour au moins une configuration du fléau, un couple de compensation sensiblement égal au couple généré par la charge appliquée à l'appui par le câble dans cette configuration lorsque la cabine est dans une travée adjacente.
22. Installation selon la revendication 21 , caractérisée en ce que ce
(ou ces) contrepoids est(sont) disposé(s) sur le fléau en sorte de générer de tels couples de compensation lorsque le fléau est dans l'une au moins de ses configurations angulaires extrêmes correspondant aux positions basse (I) et haute (VII) de l'appui, ainsi que dans un configuration intermédiaire dans laquelle l'appui est à mi-hauteur (IV) entre ses positions basse et haute.
23. Installation selon l'une quelconque des revendications 20 à 22, caractérisée en ce que chaque fléau (130) comporte un premier contrepoids (131 ) destiné à compenser la charge que supporte l'appui lorsqu'il est dans une configuration intermédiaire (IV) à mi-hauteur entre ses positions basse et haute et qu'une cabine est dans une travée adjacente à cet appui.
24. Installation selon la revendication 23, caractérisée en ce que ce fléau comporte en outre un second contrepoids (132), situé à la verticale de l'axe d'articulation lorsque l'appui est dans ladite configuration intermédiaire, et destiné à compenser, conjointement avec le premier contrepoids, la charge que supporte l'appui lorsqu'il est dans l'une de ses positions extrêmes, haute ou basse, et qu'une cabine est dans une travée adjacente à cet appui.
25. Installation selon la revendication 24, caractérisée en ce que le premier contrepoids (131 ) est disposé à l'opposé de l'appui par rapport à l'axe d'articulation à une distance à l'axe égale ou différente de la distance à l'axe de l'appui, grâce à quoi le second contrepoids compense, conjointement avec le 36
premier contrepoids, la charge que supporte l'appui lorsqu'il est dans chacune de ses positions extrêmes, ces premier et second contrepoids constituant des moyens passifs de réglage vertical des appuis, la hauteur des appuis par rapport à leurs supports variant spontanément en fonction de la charge qui leur est appliquée.
26. Installation selon l'une quelconque des revendications 20 à 25, caractérisée en ce qu'au moins un support porte deux appuis destinés à porter deux câbles différents, ces appuis étant portés par des fléaux différents.
27. Installation selon la revendication 26, caractérisée en ce que ces deux fléaux (124, 125) sont montés pivotants autour d'un même axe d'articulation.
28. Installation selon la revendication 26, caractérisée en ce que ces deux fléaux (126, 127) sont montés pivotants autour de deux axes d'articulation distincts décalés au moins horizontalement.
29. Installation selon la revendication 18 ou la revendication 19, caractérisée en ce qu'au moins un support porte deux appuis portés par un même fléau (140, 141 , 142) monté pivotant autour d'un axe d'articulation lié à ce support.
30. Installation selon la revendication 29, caractérisée en ce que ce fléau est symétrique par rapport à l'axe d'articulation.
31. Installation selon la revendication 29 ou la revendication 30, caractérisée en ce que ce fléau comporte un ou plusieurs contrepoids disposé(s) en sorte de ne pas générer de couple lorsque le fléau est dans une configuration angulaire prédéterminée, et de compenser au moins approximativement, dans une configuration extrême du fléau, la différence des charges appliquées auxdits appuis.
32. Installation selon la revendication 31 , caractérisée en ce que ce (ou ces) contrepoids est(sont) disposé(s) à la verticale de l'axe d'articulation lorsque le fléau est dans cette configuration angulaire prédéterminée.
33. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 32, caractérisée en ce qu'elle comporte des stations comportant un appui qui se 37
trouve sensiblement au niveau de la position haute d'une appui situé sur un support adjacent.
34. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 33, caractérisée en ce que les moyens de commande en translation de la cabine comportent un câble de traction.
35. Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 33, caractérisée en ce que les moyens (110) de commande en translation de la cabine sont embarqués à bord de celle-ci.
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