Brevet FR2005734A1 — publié le 19691219

La présente invention a trait, d'une part,- à un procédé d'extraction de sable du sol, qui contient, outre le sable, également de la vase, de l'argile ou d'autres matériaux de ce genre, au moyen d'un équipement de dragage par 5 succion, qui comporte un tube d'aspiration raccordé à une pompe et muni d'une bouche d'aspiration, maintenue enfoncée dans le sol, et, d'autre part, à un tel équipement de dragage. Lorsque, pour aspirer du sable, on maintient ladite bouche d'aspiration constamment au même endroit dans le 10 sol, tout le sable situé au-dessus de la bouche sera aspiré après un certain temps, de sorte que, au lieu d'aspirer du sable, on aspire de la vase. En particulier, quand la couche de vase, superposée au sable est relativement épaisse, on n'est pas bien fixé sur la quantité de sable qui, à chaque 15 Moment, se trouve encore au-dessus de la bouche d'aspiration. Cela donne évidemment lieu à des difficultés par suite du fait que la vase environnante s'écoule dans la fosse qui se forme au-dessus de la bouche d'aspiration. Or, la présente invention vise un procédé d'extrac-20 tion de sable perfectionné du genre spécifié ci-dessus, suivant lequel on mesure une propriété physique appropriée, telle que le poids spécifique, du sol qui se trouve au-dessus de ladite bouche d'aspiration. Quand on connaît le poids spécifique, du sol, qui se trouve au-dessus de cette dernière, 25 on peut en déduire la nature du sol et juger s'il est nécessaire ou non d'enfoncer davantage la bouche d'aspiration dans la couche de sable ou de la déplacer pour éviter d'aspirer de la vase au lieu de sable. La présente invention a également trait à des per-30 fectionnements de l'équipement de dragage par succion connu du genre spécifié ci-dessus, en vue de son adaptation à la mise en oeuvre du procédé d'extraction de sable selon l'invention. A cet effet, l'équipement de dragage à succion en question est caractérisé en ce qu'il est doté d'un appareilla-35 ge de mesure pour mesurer une propriété physique appropriée, telle que le poids spécifique, du sol qui se trouve au-dessus de ladite bouche d'aspiration. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description dé-MO taillée suivante de plusieurs exemples d'exécution, donnée 6910111 2005734 à titre purement indicatif sans intention restrictive aucune et illustrée par le dessin annexé, dont la figure 1 représente un croquis de situation d'un équipement de dragage en train d'extraire du sablej et 5 les figures 2, 3 et H représentent la partie inférieure du tube d'aspiration d'un équipement de dragage par succion, graduellement perfectionné selon l'invention. On voit en se reportant aux figures du dessin annexé9 que l'équipement de dragage selon l'invention, adapté 30 à l'extraction de sable du sol, comporte principalement un bateau 10, une pompe 11, une conduite de refoulement 12 raccordée à l'ouverture de refoulement de ladite pompe 11, et une conduite d'aspiration 13 raccordée à l'ouverture d'aspiration de cette même pompe 11 et munie d'une bouche 15 d'aspiration 20. Dans l'exemple représenté, la pompe 11 se trouve à la hauteur du niveau de l'eau m et le tube d'aspiration 13 est susceptible de pivoter autour de l'axe de la pompe 11. A la figure 1, on distingue de bas en haut une 20 couche de sable 15, une couche de vase 16 et une couche d'eau 18. L'extrémité libre du tube d'aspiration 13 est enfoncée dans le sol à une grande profondeur, par exemple à une profondeur de 20 m. Le sol délimité par le trait mixte 19 autour de l'extrémité dudit tube d'aspiration 13 est amené en suspen-25 sion par l'effet de succion exercé d'en dessous. En dehors de la zone délimitée par le trait mixte 19, le sol accuse un tassement normal. Si, au cours du processus d'aspiration, on connaît la quantité de sable mise en suspension et se trou-30 vant encore au-dessus de la bouche d'aspiration 20, il est possible d'en tenir compte pour le réglage du processus d'aspiration et le changement de position de la conduite d'aspiration 13. Dans ce but, l'équipement de dragage selon la 35 figure 1 est pourvu d'un dispositif de mesure, qui se compose principalement de transmetteurs de pression 6 et S»respectivement aux points de masure 8 et 9 à l'extrémité de la conduite d'aspiration 13, et d'un indicateur 22. Le transmetteur de pression 6 mesure sur place, au point de mesure 8, la MO surpression qui y est produite par une colonne de sable Zg, 6910111 2005734 une colonne de vase Kg et une colonne d'eau Wg. Le transmetteur de pression 5 mesure sur placej au point de mesure 9, la surpression qui est produite par une colonne de vase Kg et une colonne d'eau Wg. 5 L'indicateur 22 comporte une aiguille indica trice 23 solidaire de la conduite d'aspiration 13, et un cadran gradué 2H, sur lequel on peut lire l'angle a compris entre la conduite d'aspiration 13 et le plan horizontal. Les profondeurs Dg et Dg des transmetteurs de pression 6 10 et 5, situés sous le niveau de l'eau 14, sont respectivement égales à lgsinaet lgsin a (lg et lg sont les distances des points de mesuee 8 et 9 à la pompe 11>. Si l'on suppose, par approximation, que Wg s Wg, la distance verticale x de la vase à la bouche d'aspiration 15 20 peut être calculée au moyen des équations suivantes: Pg = i.Wg + Sk.Kg ♦ S,.Zg Pg = l.Wg ♦ Sk.Kg Dans ces équations P8 et Pg représentent la pressiôn mesurée aux 20 points de mesure 8 et 9 respectivement\ W8 et Wg représentent la colonne d'eau au-dessus des points de mesure respectifs 8 et 9; Kg et Kg représentent respectiveaent les colonnes de vase au-dessus des points de mesure 8 et 9; Sk représente le poids spécifique de la vase 25 et S, le poids spécifique du sable. z Ces deux équations donnent P8 - P9 ' Sk(K8 * V + VZ8 6t 30 d'où Kg - Kg = 1 sin a - Z& Pg - Pg = Sjç.l sin a + Zg(Sz - S^) En outre, on a P - P - Sk 1 sin a x = ZD ♦ m sin a — + m sin 8 Sz - Sk ' 35 Le poids spécifique de la vase Sk et le poids spécifique du sable en suspension Sz sont déterminés au précâblé par des forages, au eas où ils ne seraient pas connus„ Les pressions Pg et Pg sont mesurées respectivement avec le© transmetteurs de pression 6 et S. MO Les pressions Pg et Pg, Qhaeuse disdawée de la 6910111 2005734 pression hydrostatique produite par la colonne d'eau Wg, peuvent être mesurées plus simplement et plus exactement de manière connue en soi avec les transmetteurs de pression différentiels 25 et 21, appliqués au tube d'aspiration 45, 5 représenté à la figure 2. L'une des chambres manométriques du système, c'est-à-dire la chambre 26, se trouve en communication avec la couche d'eau 18 qui se trouve au-dessu» de la souille, par l'entremise de la canalisation 27, et l'autre chambre manométrique 28 est soumise à la pression hydrosta-10 tique régnant localement dans la souille. Ladite chambre manométrique 28 est séparée de la souille par une membrane 17 pour protéger la membrane de mesure 44 contre des dommages éventuels. La conduire d'aspiration 38, représentée à la 15 figure 3, est pourvue d'un dispositif de mesure muni d'une canalisation d'eau sous pression 29, raccordée à une source d'eau et se divisant en deux branches étroites 30 et 31, qui présentent respectivem«nt une bouche d'eau 32 dans la souille au point de mesure 8 voisin de la bouche d'aspira-20 tion 34 et une bouche d'eafâ 33 à un niveau plus élevé dans la vas© audit point 4s mesure S. Les branches 30 et 31 au voisinage des bsmehsa 32 et 33, sont raccordées de part et d'autre à an manomètre différentiel 37 par les canalisations de -aesuff-s 35 et 36 2>©spsstiveaent. C® manomètre 25 différentiel 379 qui «st pourvu d'mne membrane de mesure 3, mesure donc la différence d© pression aux bouches d'eau 32 et 33. On peut en déduire la hauteur x de la colonne de sable située au-dessus de la bouche d'aspiration 34. Le dispositif de mesure est de grande utilité, 30 étant donné qu'il permet de déplacer 1* bouche d'aspiration au bon moment ou de 1'enfoncer à la profondeur appropriée. Il va de soi que le tsafee d'aspiration peut être enfoncé à une profondeur saffisaat® daaœ 1® sable pour que le point de mesure 9 se tx>©uv© égalemsat dans la coueh® de sable. Dans 35 ees conditions9 s'est-à^diro aussi longtemps que le.point de aesur© S ss tr©^© daas la sQtîshs de sable 9 on mesure une différence d© pg>®ssios4 sgals fi Sg-=lsin a. Aussitôt que la vase dsscsnd sous es poiat 9 „ -satte différence de pression àiwinwa» ca sontpe qus la fcoasî» d'aspiration 20 devra 40 être MsatSt déplias pou? êvîtm> û'aspirer de la vase. BAD ORIGINAL 6910111 2005734 La bouche d'eau 32, ainsi que les transmetteurs de pression 8 et 25, ne doit pas se trouver exactement au niveau de la bouche d'aspiration, mais se trouve de préférence à une petite distance m au-dessus de cette dernière, c'est-à-5 dire en un point où les courants, qui ont leur siège tout autour de la bouche d'aspiration, sont sans ou pratiquement sans effet sur la pression mesurée. Les transmetteurs de pression 5 et 6, ainsi que les transmetteurs de pression différentiels 21, 25 et 37, 10 sont, par exemple, du type électrique connu et sont chacun raccordés par des fils électriques à un dispositif de lecture (non dessiné), prévu au panneau de commande à bord du bateau 10. Le tube d'aspiration 38 représenté à la figure 3, se 15 compose d'un tube 39 raccordé à la pompe 11, et d'un tuhe coulissant susceptible de coulisser dans ledit tube 39 sous la conmande d'un cylindre hydraulique 11. Autour du tube 39 et du tube coulissant 40 est prévu un fourreau extérieur 42, fixé au tube 39, ouvert en haut et communiquant avec.l'eau 18. 20 Comme, à l'extérieur du tube d'aspiration 38, la quantité d'eau projetée dans la souille est minime, voir nulle, une suspension dense de sable, contenant beaucoup de sable et peu d'eau, pénètre dans la bouche 34, qui se trouve à la partie inférieure dudit fourreau extérieur H2. La quantité 25 d'eau qui pénètre dans ledit tube coulissant 40 par ledit fourreau extérieur et par le bord inférieur 43 de ce tube coulissant et qui sera aspirée avec le sable, augmente au fur et à mesure qu'on soulève le tube coulissant. 0'autre part, le sable montera d'autant plus haut dans 1© fourreau 30 extérieur 42 que celui-ci s'enfonce plus profondément dans la souille. La teneur en sablé de la suspension aspirée peut maintenant être réglée en variant la distance du bord 43 au-dessus de la bouche 34 en fonction du poids de la colonne de matériaux qui se trouve au-dessus de cette dernière. 35 A cette fin, l'installation comporte, de préférence, outre un transmetteur de pression en chacun des points 8 et 9 s un transmetteur de pression 4 au point de mesure 7 situa au-dessus de la souille. De la différence de pression mesurée entre ce transmetteur de pression 4 et le traasmetteur de 40 pression 6 au point de mesure 8, on peut déduire le poids 6910111 6 2005734 total de la colonne de matériaux et, par conséquent, également la profondeur à laquelle se trouve la bouche d'aspiration 20 sous la souille. Le tube d'aspiration H6, représenté à la figure H, est muni d'une série de transmetteurs de 5 pression t^ à t1Q, qui transmettent chacun la différence de pression régnant entre deux des points de mesure également espacés 47-57. Les valeurs relevées sont lues à bord sur des indicateurs différents ou à tour de rôle sur un même indicateur. De ces différences de pression on peut suivre très 10 exactement la position de la limite entre le sable et la vase. Il y a lieu de r«marquer que la détermination de la distance verticale de la vase à la bouche d'aspiration se fait de préférence avec des- transmetteurs de pression ou des transmetteurs de pression différentiels. Cela n'empêche 15 toutefois que le tube d'aspiration puisse être équipé de transmetteurs de pression d'autres types appropriés, qui, au lieu de réagir sur la différence de poids spécifique, réagissent sur d'autres propriétés physiques, telles que la différence de viscosité, de transparence aux rayoas 20 lumineux, de résistance électrique, etc. 6910111 2005734 REVENDICATIONS. 1.- Procédé d'extraction de sable du sol, qui contient, outre le sable, également de la vase, de l'argile ou d'autres matériaux de ce genre, au moyen d'un équipement 5 de dragage par succion, comportant un tube d'aspiration raccordé à une pompe et muni d'une bouche d'aspiration maintenue enfoncée dans le sol, caractérisé en ce qu'on mesure une propriété physique, telle que le poids spécifique ou autre, du sol situé au-dessus de ladite bouche d'aspiration. 10 2.- Procédé selon la revendication 1, caracté risé en ce qu'on mesure la pression régnant dans le sol à au moins deux niveaux différents, dont la distance verticale à la bouche d'aspiration est connue. 3.- Procédé selon la revendication 1, caracté- 15 risé en ce qu'on mesure la différence entre les pressions régnant dans le sol à au moins deux niveaux différents, dont la distance verticale à la bouche d'aspiration est connue. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on mesure la différence entre la pression 20 régnant à l'un desdits deux niveaux et celle régnarat à un autre niveau situé au-dessus du sol. 5.- Procédé selon 1'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on mesure à une pluralité de niveaux une propriété physique appropriée, telle que le poids 25 spécifique ou autre, du sol qui se trouve au-dessus de ladite bouche d'aspiration. 6.- Equipement de dragage par succion pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, comportant une conduite d'aspiration 30 raccordée à une pompe et munie d'une bouche d'aspiration, caractérisé en ce qu'il comprend un appareillage de mesure pour mesurer une propriété physique appropriée, telle que le poids spécifique ou autre, du sol qui se trouve au-dessus de ladite bouche d'aspiration. 35 7.- Equipement de dragage par succion selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit appareillage de mesure comporte au moins deux transmetteurs de pression pour relever les pressions à deux points de mesure fixes par rapport à ladite conduite d'aspiration et se trouvant dans le sol au 40 cours des opérations de dragage. 6910111 2015734 8.- Equipement de dragage par succion selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit appareillage de mesure comporte au moins un manomètre différentiel pour mesurer la différence de pression régnant en deux points de ae- 5 sure fixes par rapport à ladite conduite d'aspiration et situés dans le sol au cours des opérations de dragage. 9.- Equipement de dragage par succion selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé en ee que ledit appareillage de mesure relève en une pluralité de niveaux différents 30 une propriété physique appropriée, telle que le poids spécifique ou autre, du sol surmontant ladite bouche d'aspiration.