Brevet FR2081763A1 — publié le 19711210

La présente invention concerne un procédé et une machine pour réaliser des cavités souterraines, par exemple des tunnels, des canaux, des puits, etc. le procédé étant mis en pratique à l'aide d'un 'bouclier de percement mu par un dispositif d'entraînement et associé à une série d'organes servant à main-5 tenir la cavité formée, à un dispositif pour exécuter l'opération de compression et à une installation pour évacuer la matière de la cavité. Depuis de très nombreuses années, on a déjà réalisé des cavités souterraines de profils linéaires telles que des tunnels, des canaux, des fosses, etc.. Elles ont été formées à l'aide d'outils manuels et de soutènement en 10 bois. Dans le cas de cavités en forme de tunnels, ceux-ci ont été pourvus dans la plupart des cas de parois de délimitation de profils incurvés. Ensuite, on a de plus en plus utilisé des coffrages en acier ou en "béton armé ayant une forme tubulaire et montés à l'aide d'un "bouclier de protection. Une caractéris tique de la construction de tunnels, qui est valable aussi "bien dans le 15 domaine de la maçonnerie que dans le domaine de la construction continue à l'aide de "boucliers, consiste dans l'utilisation d'éléments de construction de petites dimensions. Après la seconde guerre mondiale, on a commencé à utiliser des tubes, initialement de petits diamètres et de courtes longueurs, puis, plus tard des tubes plus gros et plus longs pour arriver finalement à l'utili-20 sation technologique de la compression. Le procédé de compression a été utilisé au début avec une installation hydraulique pour réaliser des puits ou des fosses. Les procédés actuels connus permettent de comprimer des tubes en "béton armé, en matière plastique ou en acier d'un diamètre de 2 à 3 mètres et d'une longueur de quelques mètres 25 jusqu'à ce qu'on obtienne une longueur totale de tubes de ko à 60 mètres. Au bout d'une telle distance unitaire, il est nécessaire de prévoir un nouveau poste intermédiaire de compression, ou une nouvelle fosse, où l'installation de compression permettant de réaliser le tronçon unitaire suivant est logée. Une des nombreuses installations connues et appropriées dans ce but est le 30 système "Westfalia-Lunen". Les procédés connus de construction à l'aide de boucliers et de tubes ou bien par compression ont été évidemment perfectionnés mais ils présentent de nombreux inconvénients. L'inconvénient majeur a été cité par le professeur Szechi dans son livre "Tunnelbau" (construction de tunnels) où il précise les 35 conditions de travail dans certains types de sols homogènes et avec des capacités de machines appropriées. Lorsque la nature du sol varie ou bien lorsqu'il existe des rochers, des couches de sable saturées d'eau, etc., les condi tions de travail ne sont pas satisfaisantes. Dans ce cas, il est nécessaire de 71 07636 2 2081763 changer souvent les conditions de travail des machines, ce qui introduit des pertes de temps importantes. Un inconvénient des dispositifs mécaniques connus est qu'ils ne travaillent pratiquement pas sur le front de taille ou bien qu'ils ne s'appuient 5 que partiellement sur ce front de sorte qu'ils ne peuvent pas empêcher la pénétration de l'eau de fond dans cette direction. Dans le cas de sols friables contenant de l'eau ou bien dans le cas de sols argileux et mous, le problème de l'extraction mécanique de la matière n'est pas résolu. Ces inconvénients concernent aussi bien des appareils d'extraction comportant des 10 rotors, des pales, des godets, des bennes ainsi que leurs combinaisons. La technologie de construction qui correspond à .ces dispositifs n'est pas appropriée, principalement pour la raison que, aux endroits de travail des éléments de machines, on n'est pas assuré suffisamment d'une étanchéité à l'eau de sorte que les procédés correspondants ne peuvent être appliqués 15 que dans des conditions favorables d'eau de fond. Un autre inconvénient consiste en ce que le mouvement des éléments de soutènement de forme tubulaire qui représentent le profil du tunnel est effectué par échelons périodiques et non de façon continue, de sorte que ces éléments sont sollicités par de très grandes forces de compression. 20 Les installations de compression disposées tous les Uo à 60 mètres et qui transmettent des forces importantes, soumettent évidemment les tubes à de très grandes charges axiales. En conséquence, il arrive fréquemment que les éléments en acier par exemple soient soumis à des déformations perturbatrices et que les extrémités des éléments en béton se désagrègent, ce qui réduit 25 1'étanchéité à l'eau des zones de joints. Un autre inconvénient des procédés et dispositifs connus est que, en correspondance à la nature propre du mouvement, on ne peut déplacer par compression pratiquement que des objets rectilignes de sorte qu'on ne peut . pas réaliser des courbes ou des parties inclinées dans des tunnels, ces par-30 ties ne pouvant être réalisées que d'une façon très compliquée par d'autres procédés. Tous les procédés- connus nécessitent l'utilisation d'un nombre extraor-dinairement élevé de vérins.hydrauliques de sorte qu'ils sont très coûteux. Cette technologie de construction est compliquée et les dépenses sont encore 35 accrues lorsque les conditions d'eau de. fond sont défavorables car, dans de tels cas, on doit prendre des mesures particulières de drainage préalable des eaux. L'invention a pour but de fournir un procédé et une machine pour réaliser 71 07636 3 2081763 des cavités souterraines de manière a pouvoir travailler pratiquement dans n'importe quelle condition d'eau de fond et dans n'importe quelle nature de sol sans avoir à prévoir un drainage préalable des eaux et tout en pouvant obtenir une plus grande vitesse d'avance. L'invention a en outre pour but 5 de permettre l'avance des éléments cle soutènement avec une plus faible force que dans les procédés connus et simultanément d'assurer une bonne étanchéité à l'eau entre les différents éléments de soutènement ou bien entre le bouclier d'avance et l'élément de soutènement adjacent. L'invention consiste en ce qu'il est prévu entre les éléments servant à 10 assurer l'étanchéité à l'eau des éléments formés d'anneaux tubulaires en caoutchouc qui peuvent être mis en compression par suite de leur forme de tubes souples et qui peuvent être déformés sous l'effet d'une pression de sorte que les éléments en caoutchouc peuvent absorber de grandes forces de compression. En d'autres termes, cela signifie que, à la place de la technologie classique 15 de construction basée sur la compression, on utilise une technologie de progression à la façon d'une chenille, le procédé étant caractérisé en ce que les éléments de soutènement ne sont pas déplacés par des forces de compression mais par des forces de traction. En conséquence, on peut obtenir un mouvement pratiquement continu et une progression sur des distances quelconques. 20 Par rapport au procédé traditionnel d'avance faisant intervenir un bouclier, un tubage et une compression, la différence consiste en ce que, suivant l'invention, on progresse périodiquement de plus grandes distances établies par la compression hydraulique (30 à 60 cm), le mouvement de compression se décomposant en courses de petites longueurs (1 à 10 cm) en fonction de la nature 25 des éléments de traction et étant effectué localement en des endroits différents mais cependant de manière que la série d'éléments soit considérée comme un ensemble se déplaçant sensiblement de façon continue. Le procédé suivant l'invention servant à la réalisation de cavités souterraines, par exemple des tunnels, des canaux, des puits, etc., est mis en 30 pratique à l'aide d'un bouclier d'avance ou de découpage associé à une machine d'entraînement, à une série d'éléments de soutènement de la cavité formée, à une machine de compression et à une installation de transport pour évacuer la matière de la cavité, ce procédé étant caractérisé en ce qu'un ensemble de traction est formé à partir du bouclier d'avance et d'une série d'éléments 35 reliés individuellement ou en groupes, cet ensemble étant prolongé par échelons et ses éléments étant raccordés par des organes élastiques de traction et par des organes de protection et d'isolement disposés entre les éléments de soutènement de manière à progresser vers l'avant en s'appuyant initialement 71 07636 2081763 sur l'ensemble ayant la structure précitée, en ce que 1* appui est supprimé lorsque le frottement entre la série d'éléments et la. paroi- de là cavité creusée rend inutile ledit appui et en ce que les autres éléments de soutènement sont tirés individuellement ou en groupes vers les éléments déjà en place 5 à l'aide des organes élastiques de traction. La machine pour la réalisation suivant l'invention de cavités souterraines, par exemple de tunnels, de canaux, de puits, etc., qui est munie d'un bouclier d'avance pourvu d'un dispositif d'entraînement, d'une série d'éléments soutenant la paroi de la cavité formée, de dispositifs pour l'exécution 10 du processus de compression ainsi que d'une installation de transport servant à évacuer-la matière de la cavité, est caractérisée en ce que le bouclier d'avance comporte une partie de découpage mobile, un corps et une queue de bouclier, en ce qu'il est prévu dans le bouclier d'avance une structure d'extraction à chaîne étanche à l'eau et déplacée suivant un mouvement d'avance 15 et de rotation et en ce que le bouclier d'avance est relié à la série d'éléments accouplés à l'aide d'éléments élastiques de traction prévus entre les éléments de ladite série et munis d'organes élastiques de protection et d'isolement sous forme d'un ensemble de traction approprié pour exécuter un mouvement de progression périodique. 20 Le procédé suivant l'invention présente par rapport au procédé connu de réalisation de cavités souterraines de nombreuses caractéristiques avantageuses. La plus importante est qu'on peut obtenir une étanchéité à l'eau absolue, de sorte que le procédé peut être utilisé pratiquement sans limitation également dans le cas de différentes natures de terrain ou de condition d'eau de 25 fond et sans avoir à prévoir une surpression interne. En outre, il est avantageux que, par suite du mouvement de la rangée^d'éléments qui est assuré par traction, la progression de l'ensemble précité peut.être réalisée de façon précise le long d'une ligne quelconque (par exemple une ligne courbe). Il est particulièrement avantageux que le mouvement maintienne la série d'élé-30 ments pratiquement dans une progression continue sur de petites distances, ce qui réduit considérablement les forces de frottement. Il est également avantageux que la main-d'oeuvre chargée de la conduite de l'installation soit réduite au minimum alors que la vitesse de progression et la cadence de percement de l'installation sont bien meilleures que dans 35 les solutions connues, de même que les dépenses d'exploitation. En ce qui concerne la machine servant à la mise en pratique du procédé, celle-ci présente l'avantage important que la construction spéciale du bouclier et du dispositif d'extraction de matière a toutes les caractéristiques 71 07636 5 2081763 avantageuses des 'boucliers mécaniques connus comportant une plaque d'appui fermée. La caractéristique la plus avantageuse est que cette construction peut être appliquée sans modification technologique à toutes les natures de sol et qu'elle ne nécessite aucun drainage préalable de l'eau et aucune 5 surpression interne, le front d'avance étant protégé par la couronne de découpage contre une désagrégation du terrain ou contre une rupture du soutènement. Par comparaison aux machines connues, il est possible d'obtenir des profils précis de cavité non seulement dans le cas de grande section mais 10 également en conservant la direction de progression ou "bien en pouvant adapter avec précision la progression du tunnel à des tracés quelconques. En ce qui concerne les dépenses d'exploitation,il est à noter que le poids, les frais et la consommation d'énergie de la machine suivant l'invention sont bien moins élevés que dans les solutions connues et, en outre, la manoeuvre de la ma-15 chine est considérablement simplifiée. Ces avantages sont obtenus du fait que le bouclier d'avance ou de découpage, qui est formé de trois parties, à savoir la partie de découpage, le corps et la queue de bouclier, constituent une construction rigide en acier dont les parties sont déplaçables les unes par rapport aux autres dans le 20 sens axial tout en conservant une étanchéité à l'eau parfaite entre les organes ; la série d'éléments placés en arrière du bouclier d'avance assure son soutien pour le faire progresser d'une distance assez longue alors que par contre, pour la progression de série d'éléments de distances plus faibles, le bouclier d'avance est maintenu en position dans la cavité. Ce blocage peut 25 être assuré à l'aide de sabots d'appui faisant saillie du corps du bouclier et permettant d^ bloquer en position ce bouclier dans des sols de n'importe quelle nature. La puissance de la machine est améliorée par la construction spéciale du dispositif d'extraction qui est agencé sous la forme d'un excavateur à 30 godets qui peut tourner et simultanément se déplacer par translation autour de l'axe longitudinal théorique du bouclier. L'excavateur à godets convient pratiquement pour travailler dans tous les sols, par exemple dans du sable fluide, dans des sols argileux présentant différentes teneurs en eau et différentes propriétés, dans de la matière en vrac et dans des déblais. Le mouve-35 ment de progression peut être assuré pratiquement sans modification également dans des types de sols assez variables. Les godets de l'excavateur sont fixés sur des maillons de chaîne ou bien sur une chenille continue. Le bouclier d'avance absorbe les chocs exercés en cours d'extraction tout en empêchant 71 07636 s 2081763 simultanément la pénétration de l'eau de fond en direction de la machine d'avance à l'aide de la bande continue en forme de chenille. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non 5 limitatif, en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 est- une vue schématique de la machine suivant l'invention ; la figure 2 est une coupe longitudinale schématique de la machine suivant l'invention ; la figure 3 est une vue de face faite dans la direction III-III de la 10 figure 2 ; la figure 1* est une coupe faite suivant la ligne IV-IV de la figure 2 ; la figure 5 est une section droite schématique de l'élément de traction et de l'organe de protection et d'isolement. Les constituants principaux de la machine suivant l'invention pour la 15 réalisation de cavités souterraines sont le bouclier de découpage ou d'avance "A", le dispositif d'entraînement "B", la série d'éléments "C", les éléments de traction "D" et l'organe de protection et d'isolement "E". Les constituants du bouclier de découpage "A" sont la partie de découpage Aj, le corps du bouclier A2 et la queue de bouclier A3 ; les constituants du dispositif d'en-20 traînement B sont le tambour de décharge Bj, le système d'entraînement B2 et le transporteur Bg. Les éléments essentiels à l'intérieur de la partie de découpage Aj sont la couronne de découpage 1, l'anneau porteur 2, les vérins 3 qui assurent le mouvement d'avance de la partie de découpage Aj, les vérins h assurant le 25 mouvement du tambour de décharge Bj ainsi que du dispositif d'entraînement B qui est placé à l'intérieur de la partie de découpage Aj. Aussi bien les vérins 3', b que le dispositif d'entraînement B s'étendent en partie à l'intérieur du corps de bouclier A2. Le corps de bouclier A2 est en outre pourvu de sabots d'appui 6 et de vérins 7 pour faire déplacer radialement les sabots 30 d'appui ou bien de vérins 5 lui assurent l'avance de l'ensemble du corps de bouclier A2 et qui sont cependant logés en partie dans la queue de bouclier A3. Sur le coté avant du tambour de décharge B jdu dispositif d'entraînement B, il est prévu une plaque frontale 8 qui fait partie du carter fermé conte-35 nant le dispositif d'entraînement B. La partie motrice du dispositif d'entraînement B est constituée par la chaîne sans fin formée des maillons fermés 10 et des maillons ouverts 11, des godets d'excavation 12 étant montés sur ladite chaîne. Cette chaîne sans fin passe sur la poulie directrice 13 et sur 71 07636 7 2081763 le tambour de renvoi 1^- en étant guidée dans la glissière 15 et en étant entraînée par le treuil 16. Sur le coté intérieur de l'anneau porteur 2, qui assure le renforcement de la partie de découpage Al9 il est prévu une couronne dentée 19 qui est en 5 prise avec les engrenages du mécanisme d'entraînement fixé sur le tambour de décharge Bj. Il est en outre prévu pour absorber, pour répartir ou pour transmettre les forces produites par les installations de compression munies des vérins 3, H, 5 un anneau de pression 20 placé à l'arrière de la partie de découpage Als un anneau de pression 22 monté dans le corps A2 et dans la queue 10 A3 du bouclier ainsi qu'un anneau de pression 23 logé dans la partie arrière de la queue de bouclier A3. Comme indiqué sur la figure 3, une ouverture 2k ménagée dans la plaque frontale 8 du dispositif d'entraînement B permet d'assurer l'extraction de la matière à l'aide de l'excavateur à godets 12 comportant l'arête de coupe 25-15 Pendant le processus de décharge, le tambour de décharge Bj peut tourner autour de l'axe longitudinal théorique 26 (qui coïncide dans ee cas avec l'axe théorique de l'ensemble du bouclier d'avance ou de deeoupage A), cette possibilité étant permise par la couronne dentée 27 qui permet le montage du tambour de décharge Bj dans la partie de découpage Aj alors que la possibilité de glis-20 sement permettant l'avance du tambour de décharge Bj est fournie par le guide 28. La matière déchargée par le tambour Bj est transférée par l'excavateur à godets 12 sur le transporteur 29, qui fait partie de l'installation transporteuse B3. Le tambour de décharge Bj peut, comme indiqué sur la figure 2 par des lignes en tirets, être entraîné dans le sens axial sur le guide 28 et 25 devant la surface frontale de la couronne de découpage 1 à l'aide d'un mécanisme approprié. Dans cette position, le tambour de décharge Bj peut travailler lorsque le bouclier d'avance progresse dans un sol résistant. Il est à noter que, dans des cas similaires, il est également possible que la chaîne sans fin qui entraîne l'excavateur à godets 12 ne comporte que les maillons ouverts 30 11. Lors d'une progression de la machine dans un terrain fluide ou friable, on peut ramener le tambour de décharge Bj en arrière de la surface frontale de la couronne de découpage 1 et dans ce cas, la partie de la couronne de découpage 1 qui est située dans le prolongement de la surface périphérique 30 de la partie de découpage Aj assure une protection de la plaque frontale 8 du 35 tambour Bj, ou bien de l'excavateur à godets 12 apparaissant périodiquement dans l'ouverture de plaque 24, contre un engorgement par le sol fluide. Dans le cas où la chaîne sans fin est constituée par des maillons fermés 10, un ou deux maillons de la chaîne 10 portant l'excavateur à godets 11 sont rempla 71 07636 8 2081763 ces par des maillons ouverts 11. Entre le corps de bouclier A2 et la queue A3 ainsi qu'entre la partie de découpage Aj et le corps de bouclier A2, il est prévu des organes de liaison élastiques et êtanches à l'eau 31 qui. font en sorte que le volume intérieur du bouclier d'avance ou de découpage A reste 5 pratiquement à l'ëtat sec mêaie dans le cas de conditions de travail en- dessous du niveau d'eau de fond. Cette étanchéité à l'eau est obtenue entre la série d'éléments de'soutènement C , les éléments de traction D ou bien les organes de protection et d'isolement E. Les éléments de traction D sont munis de tuyaux souples formés d'une matière gonflable à l'aide d'air ou éventuelle-10 ment à l'aide d'un liquide, ces tuyaux souples étant reliés par les collerettes annulaires 32 aux deux éléments de soutènement adjacents et étant pourvus de tubulures de raccordement en vue de leur remplissage ou de leur vidage. Le procédé et la machine suivant l'invention permettent de.réaliser des cavités souterraines de la façon suivante : 15 Initialement, on réalise la partie de départ, par exemple un puits à partir duquel les éléments de soutènement de préférence de forme circulaire ou présentant une autre section droite sont remplacés à partir de l'arrière dans la direction de progression. Ensuite, l'ensemble formé par le bouclier de découpage A et quelques éléments de soutènement accouplés est initialement 2G monté dans le puits de départ puis est poussé vers l'avant. Cette partie du processus correspond à la technologie classique de compression de bouclier. Cette phase initiale est cependant nécessaire jusqu'à ce que les forces de frottement produites d'une part entre le bouclier de découpage A et la série d'éléments de soutènement accouplés C et d'autre part la paroi de la section 25 de cavité formée atteignent une valeur qui permet la "mobilité" de l'ensemble. Aussitôt que l'ensemble peut être mu de la manière décrite plus haut, il n'est plus nécessaire de prévoir de soutènement dans le puits de démarrage et d'autre part, la série d'éléments accouplés C peut progresser vers l'avant sous l'effet des forces exercées par les éléments de traction D. 30 La progression du bouclier de découpage A est assurée à l'aide de vérins mais cependant de manière que la force d'appui nécessaire soit établie par le frottement périphérique des n éléments de soutènement déjà mis en place. Le mouvement de progression s'effectue par conséquent de façon continue et il se décompose essentiellement en deux cycles, à savoir un mouvement d'avance-35 ment assuré par la force de compression du bouclier de découpage A et le cycle de mouvement de la série d'éléments C par une force de traction. Il est à noter que les mouvements de la partie de découpage Aj, du corps de bouclier A2 et de la queue de bouclier A3 qui font partie du bouclier de découpage A ne 71 07636 9 2081763 s'effectuent pas simultanément. Dans-la première phase, la partie de découpage A i du bouclier de découpage A est déplacée vers l'avant en une seule course H par le vérin 3 et en s'appuyant sur le corps Az, sur la queue A3 du bouclier et également sur les éléments de soutènement déjà mis en place. La course H peut 5 atteindre dans un cas extrême la valeur de 1 métré. Aussitôt que le mouvement d'avance de la partie de découpage Aj est terminé, les éléments servant à augmenter le frottement du corps de bouclier A2, à savoir dans l'exemple considéré les sabots d'appui 6 sont rentrés et il est alors possible de faire déplacer facilement le corps de bouclier A2 pour qu'il suive la partie de 10 découpage Aj. Pour assurer ce mouvement, on utilise la force du système de vérins 5 logé dans la queue du bouclier A3, ce système assurant l'appui du corps de bouclier A2 sur la queue de bouclier A3 et déplaçant également la série d'éléments C d'une longueur de course h. . Aussitôt que le corps de bouclier A2 a atteint sa nouvelle position, les sabots d'appui 6 sont à nouveau 15 sortis pour augmenter le frottement. Ce mouvement de sortie des sabots 6 est assuré à l'aide des vérins 7, comme indiqué sur la figure 4. Après le mouvement d'avance du bouclier A s'effectue le cycle de déplacement de la série d'éléments C, auquel cas, le bouclier de découpage A constitue la "locomotive" servant d'ancrage, placée dans une position fixe et tirant les 20 éléments du groupe C de longueurs unitaires H de l'ordre de grandeur du centimètre. Ce mouvement échelonné est commandé automatiquement. Le mouvement d'avance échelonné est similaire au mouvement d'enfilage de perles tandis que le mouvement d'ensemble du bouclier d'avance ou de découpage A et de la série d'éléments C peut être considéré comme le mouvement d'une chenille du fait 25 qu'alternativement l'une des parties est bloquée en un endroit tandis que l'autre partie se déplace, ou inversement. Le rapport des mouvements du bouclier d'avance A et de la série d'éléments C est par ailleurs déterminé par la relation H/h. Avec ce procédé, on pourrait former un ensemble de longueur quelconque, 30 c'est-à-dire que, à partir d'un puits de démarrage, on pourrait réaliser une cavité souterraine d'une longueur et d'un tracé quelconques. En réalité, la longueur est astreinte à une limite, à savoir du fait qu'aussi bien la consommation en énergie pour le mouvement que la longueur de transport de la matière à extraire augmentent proportionnellement à la longueur de la série 35 d'éléments C. La longueur croissante de la cavité réalisée nécessite également des mesures particulières en ce qui concerne la ventilation. En fonction de ces considérations, il est avantageux de prévoir à chaque fois au bout de quelques centaines de mètres de longueur de tunnel de nouveaux 71 07636 10 2081763 puits de démarrage et d'interrompre par conséquent le mouvement de l'ensemble précité. Ce problème est résolu de manière que la séparation de la série d'éléments C soit effectuée après le passage du bouclier d'avance de manière que ce bouclier soit situé suffisamment en arrière du nouveau puits pour 5 qu'on puisse être assuré d'un frottement périphérique suffisant des éléments de la série C sur la distance existant entre le bouclier et le puits afin de garantir la mobilité de l'ensemble. Cette méthode est avantageuse car les puits centraux ne doivent pas être pourvus d'un soutènement, les éléments de soutènement de la série d'éléments C n'ayant pas besoin d'être poussés 10 par les vérins jusqu'à ce que la mobilité soit obtenue. Après la séparation avec le puits central, le déplacement des éléments de soutènement dans la cavité terminée cesse en arrière du puits central. En conséquence, on peut réaliser une économie avantageuse sur l'énergie de déplacement'. Egalement, il est possible de pouvoir soutenir les n tronçons des éléments de soutène-15 ment qui assurent la mobilité de l'ensemble, c'est-à-dire du bouclier d'avance A, à l'aide d'un liquide thixotrope introduit entre leur surface périphérique extérieure et la paroi de la cavité formée en vue de réduire ainsi le frottement périphérique. On peut ainsi faire avancer ce tronçon de l'ensemble qui augmente constamment avec une énergie moindre. 20 Un avantage essentiel du procédé de l'invention consiste dans la struc ture et l'actionnement des éléments de traction D prévus entre les éléments de la série C. Dans ce but, on utilise avantageusement des tuyaux souples en caoutchouc ou en matière plastique dont les extrémités sont fixées par des armatures en acier sur les éléments de la série C. Dans l'exemple considéré, 25 les éléments de traction D sont actionnés par air comprimé. Lors de l'alimentation en air.comprimé, les éléments de traction D qui sont initialement aplatis dans le sens axial prennent par gonflement une section ovale et pendant ce temps, ils exercent une traction sur l'élément adjacent de façon à le faire progresser d'une, distance h . La grandeur de la force de traction pro-30 duite par les éléments D est fonction de la pression du fluide de remplissage et naturellement des dimensions géométriques des éléments de traction D proprement dits. D'après les expériences réalisées, la force qui est considérée comme optimale pour assurer le déplacement de la série d'éléments est de 5 à 20 Mp/m, cette force étant mesurée sur Xa périphérie de la série d'élé-35 ments de soutènement. Il est également à noter que l'élément de traction D assure une étanchéité à l'eau entre des éléments de soutènement adjacents. Les éléments de traction D sont également pourvus des organes de protection et d'isolement E qui empêchent la pénétration d'eau de fond et d'autres 71 07636 11 2081763 éléments depuis la cavité entre les éléments de traction D et les armatures les maintenant en position, Les organes de protection et d'isolement E sont constitués, comme indiqué sur la figure 5, par des anneaux élastiques en caoutchouc ou en matière plastique ayant une section droite en forme de 5 cloche et qui peuvent suivre les variations de forme de l'élément de traction D. Simultanément, les éléments de traction D et les organes de protection et d'isolement E sont appropriés pour modifier a l'aide de points enfoncés par percussion la distance entre les surfaces d'extrémité des différents éléments de soutènement de la série C ou bien la position relative entre des éléments 10 adjacents, ce qui permet de régler les éléments de soutènement suivant un polygone correspondant au tracé curviligne d'un tunnel. Il est également à noter que la plaque frontale 8 du dispositif d'avance logé dans la partie de découpage Ai est évidemment fermée et que l'ouverture 2k ménagée dans celle-ci et nécessaire pour l'extraction de la matière est 15 recouverte par la "bande transporteuse à chenille 10 se composant de maillons de chaîne fermés qui assurent son isolement des. travaux exécutés en-dessous du niveau de l'eau de fond. L'ouverture qui sert à l'introduction de l'arête de coupe 25 de l'excavateur à godets 12 est obturée par cette arête de coupe 25 mais l'ouverture inférieure peut être fermée par un organe d'obturation 33 20 éventuellement suspendu élasticuement. Dans ce cas, les fuites sont réduites au minimum. Par ailleurs, l'obturation de l'ouverture 24 de la plaque frontale 8 à l'aide de l'excavateur à godets 12 est nécessaire lorsque de la matière pénètre dans le tambour de décharge B; sans extraction à partir du front de taillé. Cela est le cas pour des sols fluides et friables. L'eau 25 qui a pénétré dans le dispositif d'avancement B peut être déchargée du tambour Bi jusqu'au lieu de vidage de l'excavateur à godets 12 et il est possible de l'évacuer le cas échéant par pompage. Le procédé et la machine suivant l'invention peuvent être utilisés non seulement pour la réalisation de canaux et de tunnels souterrains mais égale-30 ment pour le forage de puits verticaux et ils permettent d'opérer bien plus rapidement qu'avec les procédés connus et également d'une façon moins coûteuse et avec un meilleur rendement. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses autres va-35 riantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. 71 07636 12 2081763 REVENDICATIONS 1.- Procédé de réalisation de cavités souterraines, par exemple des tunnels, des canaux, des puits, à l'aide d'un "bouclier de découpage ou d'avance pourvu d'un dispositif d'entraînement et associé à une série d'éléments 5 de soutènement de la cavité formée, à une machine de compression et à une installation pour évacuer la matière de la cavité, ce procédé étant caractérisé en ce qu'un ensemble de traction est formé à partir du "bouclier d'avance et de la série d'éléments reliés individuellement ou en groupes, cet ensemble étant prolongé par échelons et ses éléments étant raccordés par des organes 10 élastiques de traction et par des organes de protection et d'isolement disposés entre les éléments de soutènement de manière à progresser vers l'avant en s'appuyant initialement sur l'ensemble ayant la structure précitée, en ce que l'appui est supprimé lorsque le frottement entre la série d'éléments et la paroi de la cavité creusée rend inutile ledit appui et en ce que les autres 15 éléments de soutènement sont tirés individuellement ou en groupes vers les éléments déjà en place à l'aide des organes élastiques de traction. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement d"'avancement de l'ensemble est réalisé de manière que se produise pendant l'avance du bouclier le mouvement d'au moins une partie de la série 20 de tubes de soutènement et inversement pendant le mouvement de la série de •cubes da soutènement le mouvement du bouclier d'avance, ce qui permet de faire progresser le bouclier d'avance et la série de tubes de soutènement d'une façon alternée et analogue à un mouvement de chenille. 3«~ Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, pen-25 dant le mouvement de l'ensemble, le. bouclier d'avance progresse en s'appuyant sur la série de tubes de soutènement, en ce que pendant un autre cycle du mouvement la série d'éléments est tirée vers le bouclier d'avance tandis que le blocage du bouclier d'avance contre la paroi de la partie de cavité formée est assuré à l'aide de sabots d'appui montés sur le bouclier. 30 U.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracté risé en ce que,, pendant le cycle de mouvement du bouclier d'avance, ce dernier est avancé en une seule course, par exemple de l'ordre de grandeur d'un décimètre, et en ce que pendant le cycle d'entraînement de la série de tubes de soutènement, l'avance s'effectue en plusieurs échelons, par exemple de l'ordre 35 ôLe grandeur du centimètre. 5-- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en cé que la commande du mouvement cyclique de l'ensemble est assurée à l'aide d'un système de commande automatique de type connu et en ce que le 71 07636 13 2081763 bouclier d'avance ou de découpage est par contre guidé suivant ion tracé rectiligne ou incurvé qui est situé à une distance variable ou constante de la surface du fond. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 s caracté-5 risé en ce que le démarrage du bouclier d'avance ou de découpage est effectué à partir d'un volume de démarrage et en ce que le "bouclier d'avance est initialement accouplé aux premiers éléments de soutènement, de forme circulaire, pris individuellement ou en groupes et en ce que le dernier élément de l'ensemble dont la longueur est constamment augmentée de cette manière est relié 10 au dernier élément ou au dernier groupe d'éléments avantageusement dans le même volume de démarrage. T.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, le long du tracé de la cavité à crauser, il est prévu, de préférence à intervalles de quelques centaines de mètres, le cas échéant en 15 interrompant l'opération, d'autres volumes de démarrage et en ce que par conséquent le tronçon déjà réalisé par l'ensemble formé par la série d'éléments de soutènement est séparé de l'autre partie de l'ensemble qui continue à progresser. 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7» caracté-20 risé en ce que l'ensemble est maintenu en mouvements continus et progressifs et en ce qu'on réduit le frottement périphérique le cas échéant à l'aide d'un agent de lubrification, par exemple un liquide thixotrope introduit entre la surface périphérique extérieure des éléments de soutènement et la paroi de la section de cavité creusée. 25 9-~ Procédé suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que, pen dant le cycle de mouvement du "bouclier d'avance, la partie de découpage du "bouclier d'avance est initialement avancée sur le corps et sur la queue du "bouclier d'une longueur de course en s'appuyant sur la série de tubes de soutènement situés en arrière puis le corps de "bouclier -dans le cas où il est 30 prévu des sabots d'appui, après la rentrée desdits sabots du corps de bouclier-est avancé d'une distance égale en s'appuyant sur la queue du bouclier d'avance et sur la série de tubes de soutènement et en ce que finalement, dans le cas où il existe des sabots d'appui, les sabots du corps de bouclier sont sortis en assurant le blocage de l'ensemble du bouclier d'avance contre la 35 paroi de la partie de tunnel creusé et en bloquant ainsi sa position en vue de l'entraînement de la série d'éléments de soutènement. 10.- Procédé suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que, pendant le cycle de déplacement de la série de tubes de soutènement, les 71 07636 Mi 2081763 éléments de traction, avantageusement en forme de tuyaux souples élastiques, sont emplis ou vidés périodiquement de fluide sous pression par' exemple d'air comprimé, de manière à modifier l'écartement entre des éléments de soutènement adjacents, ou bien cette variation d'écartement est associée 5 en provoquant après le vidage de l'élément de traction l'aplatissement du tuyau souple alors que, par contre, à l'aide de la force exercée par suite de la déformation se produisant lors du gonflement ou du vidage, l'élément •de soutènement relié directement à l'élément de traction est tiré vers la série d'éléments de soutènement antérieurs. 10 11.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, carac térisé en ce que les éléments de traction élastiques prévus entre les éléments de soutènement sont associés à des joints d'étanchéité empêchant la pénétration de l'eau de fond et en ce qu'il est prévu, pour assurer l'exécution correcte de la cavité en fonction d'un tracé déterminé , des coins engagés 15 entre les surfaces d'extrémité des éléments de soutènement. 12.'- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le dispositif d'entraînement un tambour de décharge tournant périodiquement autour de l'axe longitudinal théorique du bouclier d'avance et à l'aide duquel la matière extraite peut être déchargée sur un excavateur 20 à godets fixé sur une chaîne sans fin, la rotation du tambour de décharge pouvant être arrêtée pendant toutes les phases de travail de l'excavateur de manière que, lorsque la somme des rotations périodiques a atteint un angle d'environ 180°, le tambour de décharge soit avancé et le sens de rotation périodique inversé. 25 13-^ Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'exca vateur à godets rempli de la matière à décharger est guidé dans le canal formé du tambour de décharge puis la matière est vidée sur un transporteur de type connu, par exemple un transporteur à godets et est éloignée du bouclier d'avance. 30 lif.— Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que, lors de la réalisation d'une cavité dans dés terrains d'une consistance friable, la rotation périodique, du tambour de décharge et ia rotation périodique de l'excavateur à godets sont arrêtées simultanément et en ce que, dans le dernier cas, la matière à extraire du front de"taille peut se décharger 35 simplement à l'intérieur du tambour de décharge. 15-~ Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la progression du front de taille est assurée dans le cas de terrains durs par des disques de découpage tangentiel et en ce que la progression le long d'une 71 07636 15 2081763 ligne s'écartant d'une droite est favorisée par des disques de découpage radial. 16.- Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'une étanchéité à l'eau est assurée entre la surface périphérique intérieure de la 5 partie de découpage et le tambour de décharge, l'humidité qui passe au travers de la plaque d'appui du tambour de décharge obturable d'un degré variable étant cependant évacuée du tambour de décharge par la zone de vidage de matière. 17-~ Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la posi-10 tion axiale du dispositif d'entraînement est réglée en adaptation à la résistance du sol et en correspondance à la couronne de découpage, en ce que dans des terrains très durs le tambour de décharge du dispositif d'avancement est déplacé en avant du plan de la couronne de découpage alors que par contre, dans des terrains de nature plus fluide ou plus friable, le tambour de dé-15 charge est placé en arrière du plan de la couronne de découpage de sorte que cette couronne de découpage protège par sa surface périphérique la surface frontale dutambour.de décharge contre une rupture de poteaux de soutènement. 18.- Machine pour réaliser des cavités souterraines, par exemple des tunnels, des canaux, des puits, munie d'un bouclier d'avance ou de découpage 20 pourvu d'un dispositif d'entraînement, d'une série d'éléments soutenant la paroi de la cavité formée, de dispositifs pour l'exécution du processus de compression ainsi que d'une installation de transport servant à évacuer la matière de la cavité, machine caractérisée en ce que le bouclier d'avance ou de découpage comporte une partie de découpage mobile, un corps et une queue 25 de bouclier, en ce qu'il est prévu dans le bouclier d'avance une structure d'extraction à chaîne étanche à l'eau et déplacée suivant un mouvement d'avance et de rotation et en ce que le bouclier d'avance est assemblé avec la série d'éléments accouplés et à l'aide.des éléments élastiques de traction prévus entre les éléments de ladite série et munis d'organes élastiques de protec-30 tion et d'isolement sous forme d'un ensemble de traction approprié pour exécuter un mouvement de progression périodique. 19." Machine suivant la revendication 18, caractérisée en ce que la partie de découpage comporte une virole, une couronne de découpage interchangeable et constituant un prolongement de la virole ainsi qu'un anneau de pression 35 situé à l'extrémité dirigée vers le corps de bouclier, en ce qu'il est prévu à 1'intérieur une structure portante soutenant le cas échéant le dispositif d'entraînement, par exemple un anneau porteur, et en outre un vérin assurant le mouvement de la partie de découpage ainsi qu'un vérin assurant le mouvement 71 07636 16 2081763 du tambour de décharge du dispositif d'avancement. 20.- Machine suivant la revendication 18, caractérisée en ce que le corps de bouclier est pourvu d'un anneau de pression soutenant les vérins de la partie de découpage ainsi que d'un anneau de pression absorbant les forces 5 de poussées exercées par la queue de bouclier, en ce qu'en outre il est prévu le cas échéant entre les anneaux de pression des sabots d'appui assurant le blocage du corps de bouclier dans la cavité et assurant l'ecartement de ces sabots dans le sens radial, par exemple des vérins et en ce qu'il est prévu entre le corps de bouclier et la paroi de découpage ainsi qu'entre le corps 10 de bouclier et la queue de bouclier une liaison élastique étanche à l'eau. 21.- Machine suivant la revendication 18, caractérisée en ce qu'il est prévu à l'intérieur de la queue de bouclier un vérin tirant vers l'avant la queue de bouclier et poussant vers l'avant le corps de bouclier en s'appuyant sur 13 anneau de pression situé en arrière de ce corps alors qu'il est prévu 15 dans la partie arrière de la queue de bouclier un anneau de pression absorbant les forces exercées par la série de tubes de soutènement. 22.- Machine suivant la revendication 18, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement contient le tambour de décharge situé du côté du front de taille", un système d'entraînement proprement dit assurant le mouvement de 20 rotation et d'avance du tambour de décharge ainsi qu'un transporteur évacuant la matière extraite. 23.- Machine suivant la revendication 18, caractérisée en ce que le tambour de décharge comporte sur son coté.tourné vers le front de taille un caisson pourvu d'une plaque frontale ainsi que des organes pouvant tourner périodique- 25 ment autour de l'axe longitudinal théorique du bouclier d'avance et servant à entraîner le caisson, en ce qu'il est prévu à l'intérieur du caisson une chaîne sans fin formée de maillons ou bien une bande transporteuse à chenille fermée, en ce qu'il est fixé sur la chaîne un maillon ou sur la bande à chenille un excavateur à godets frottant contre le front de taille, auquel cas 30 la chaîne ou la bande à chenille est reliée à un treuil et est guidée dans une glissière en passant sur des éléments de guidage déterminant sa position géométrique, par exemple des tambours et/ou des poulies de renvoi. 2h.~ Machine suivant la revendication 18 ou 19, caractérisée en ce que l'excavateur à godets comporte une arête de coupe dirigée vers le front de 35 taille et est avantageusement dépourvue de parois latérales, auquel cas il est prévu sur la plaque frontale une ouverture correspondant à la largeur de l'arete de coupe de l'excavateur à godets. 25.- Machine suivant la revendication 18 ou 19, caractérisée en ce que, 71 07636 17 2081763 dans le cas d'une "bande transporteuse à chenille, il est prévu en avant de chaque excavateur à godets, dans le sens de déplacement, au moins un maillon ouvert à la place d'un maillon fermé. 26.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 18 à 21, carac-5 têrisée en ce que le système d'entraînement du dispositif d'avance est pourvu d'organes servant à faire avancer et tourner périodiquement le tambour de décharge, d'organes servant à changer le sens de rotation du tambour ainsi que d'organes de guidage entrant en action en correspondance aux phases d'excavation et de rotation du tambour de décharge. 10 27.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 18 à 22, carac térisée en ce que le caisson du tambour de décharge comporte un canal entourant la voie de déplacement de l'excavateur à godets ainsi qu'un dispositif transporteur pour évacuer la matière déchargée par l'excavateur à partir du bouclier de décharge, par exemple un transporteur à bande muni de griffes. 15 28.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 18 à 23, carac térisée en ce que la partie frontale du tambour de décharge est munie à l'intérieur de la couronne de découpage, au voisinage des bords de la plaque frontale, de disques de découpage tangentiel désagrégeant le front de taille ainsi que, le cas échéant, de disques de découpage radial pouvant être dé- 20 placés radialement, par exemple à l'aide d'un vérin. 29•- Machine suivant l'une quelconque des revendications 18 à 25, caractérisée en ce que le tambour de décharge est monté à rotation dans une structure portante soutenant et dirigeant l'ensemble du dispositif d'avancement, par exemple un anneau porteur, et est guidé à l'aide d'organes d'entraînement, 25 par exemple de vérins prévus dans la partie de découpage ou dans le corps de bouclier, par l'intermédiaire de glissières ou de rouleaux. 30.- Machine suivant la revendication 18, caractérisée en ce que les éléments élastiques de traction sont constitués par des tuyaux souples formés d'une ou plusieurs pièces et reliés aux deux éléments de soutènement adjacent 30 par des collerettes circulaires ou par d'autres appendices transmettant des forces de traction, auquel cas, les tuyaux souples sont pourvus de tubulures de raccordement pour leur remplissage ou leur vidage. 31.- Machine suivant la revendication 18, caractérisée en ce que les organes de protection et d'isolement prévus sur les surfaces d'extrémité des éléments 35 de soutènement adjacents sont constitués par des plaques élastiques adaptées les unes aux autres et suivant leurs changements relatifs de position.