Brevet FR2293529A1 — publié le 19760702

La présente invention est relative & un procédé de dragage dans lequel le fond, et en particulier du sable, est détaché au moyen d'au moins une lame de coupe, après quoi il est aspiré. On connaît un procédé analogue de dragage avec aspiration en traînée suivant lequel une lame de coupe fixée sur un organe formant une bouche suceuse est déplacée pendant le mouvement du navire et attaque la couche du fond et la détache. Le fond détaché par la lame est ensuite aspiré mélangé avec de l'eau. Une variante de ce procédé consiste à détacher le fond au moyen des lames de coupe d'une drague à lames dans laquelle une tête de coupe rotative prévue adjacente à l'embouchure d'un tuyau d'aspiration détache le fond des couches adjacentes. Lorsque les lames de coupe sont déplacées à travers la couche du fond, des surfaces de glissement sont produites, le long desquelles la tranche du fond située directement en avant de chaque lame de coupe du dispositif de coupe est détachée par cisaillement par rapport à la masse du fond qui n'est pas encore attaquée. De nombreuses expériences ont montré qu'au moins dans la plage, en pratique importante de vitesses de coupe, à l'emplacement de la surface de glissement, ou des surfaces de glissement, est produite une zone qui est caractérisEc par une tension de l'eau considérablement diminuée et une tension normale du grain auenentée de façon correspondante. Cette tension augtrentée du grain provoquée par le phSYnise wd'ep nsionW ou foisonnement se tuuauit par une résistance accrue au cisaillement le long des surfaces de glissement. L'invention se propose de supprimer l'effet désavantageux du début des zones "d'expansion" en distribuant un fluide auxiliaire à l'emplacement de la surface de glissement produite par la lame de coupe qui se déplace dans la couche du fond. De l'air ou de l'eau peuvent être utilisés comme fluides auxiliaires. L'effet de ce moyen auxiliaire est que la tension locale de l'eau, qui pourrait autrement diminuer jusqu'à la tension de vapeur dans l'eau au point considéré est limitée, de telle sorte qu'en meme temps la tension du grain qui doit être surmontée est réduite. Par comparaison avec les procédés connus précités, il suffit par conséquent d'utiliser une puissance de coupe plus faible lorsque l'on met en oeuvre le procédé suivant l'invention. On remarquera qu'il est connu en soi,par exemple par la demande de brevet hollandaise No. 65 01 314, de détacher plus avant des couches du fond ceile qui doit être enlevée par l'application de jets d'eau. Ce procédé connu consiste à injecter de l'eau dans le fond en avant d'une embouchure mobile d'aspiration et de rompre ainsi la tension de grain de la tranche defend dans la zone située en avant de l'embouchure d'aspiration, de sorte que le fond est fluidisé. Cependant, ce procédé ne prévoit pas l'usage d'une lame de coupe se déplaçant dans le fond. L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, cet appareil comprenant un tube d'aspiration pour aspirer le fond détaché, ce tube d'aspiration comportant à son extrémité inférieure au moins une lame de coupe, des moyens étant prévus adjacents à ladite lame de coupe pour distribuer un fluide auxiliaire, cet appareil étant caractérisé en ce que les moyens de distribution du fluide auxiliaire sont montés par rapport à la lame de coupe de façon que les orifices-d'échappement de fluide soient situés à l'emplacement des surfaces de glissement produites par les lames de coupe, en fonctionnement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparai- tront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels la Fig. 1 est une vue schématique en coupe montrant les forces se produisant pendant le découpage du fond; la Fig. 2 est un diagramme montrant la répartition des tensions dans l'eau et dans le fond en position de repos; la Fig. 3 est un diagramme analogue montrant la répartition des tensions dans le cas où le découpage du sol provoque une expansion; la Fig. 4 est un diagramme de la répartition des tensions dans l'eau et dans la couche du fond dans le cas où l'influence de l'expansion qui se produit, comme représenté au diagramme de la Fig. 3, a été réduite par la distribution d'un fluide auxiliaire;; la Fig. 5 est une vue schématique en perspective de la partie inférieure d'un appareil suivant l'invention destiné à être utilisé comme drague traînée. En se référant à la Fig. 1, on suppose que la lame de coupe 1 est sur le pojnt d'effectuer un mouvement de translation à travers la couche 2 du fond au-dessous de l'eau 3. La tranche de fond 2a située en avant de la lame 1 tend ainsi à se cisailler le long d'une surface de glissement 4 qui s'étend à partir d'un point situé au voisinage de l'arête tranchante de la lame de coupe 1 sous un angle CQ qui dépend du type du fond. Au moment considéré, la force P qui doit être appliquée à la lame de coupe 1 doit équilibrer le poids G de la tranche de fond 2a, les forces normales Nk et N appliquées par la couche de sol non entamée et par l'eau qu'elle contient, et la force due au frottement fNk agissant le long de la surface de glissement 4 (f désignant la coefficient de frottement). I1 ressort du diagramme de la Fig. 2 que la tension totale ou tension du fond à une profondeur z est constituée par la somme de la tension de 1'eau # w et de la tension de grainOlk, Le Le dia- gramme de la Fig. 3 montre que les tensions se répartissent dans la zone d'expansion qui prend naissance pendant la coupe à l'emplacement de la surface de glissement. La tension de l'eau cr- w apparaît comme étant une sous-tension dans la zone d'expansion, et il en résulte que la tension de grain Crk a augmenté de façon correspondante. Ainsi, le fond a subi une certaine contrainte dans la zone d'expansion et peut par suite être coupé moins facilement. Le diagramme de la Fig. 4 montre que l'effet de la sous-tension de l'eau telle que représentée au diagramme de la Fig. 3 a été syandnfe en grande partie du fait que suivant l'invention on a distribué un fluide auxiliaire tel que de l'air ou de l'eau dans la zone d'expansion le long de la surface de glissement. La tension de grain # k a été ainsi notablement diminuée, de sorte que le fond est plus facilement cisaillé et que la puissance de coupe nécessaire est notablement réduite. La Fig. 5 montre une partie d'une lame de coupe simple 5 adaptée pour être montée d'une façon connue en soi sur l'embouchure d'un tube d'aspiration (non représenté) constituant une partie d'une drague suceuse traînée. Suivant l'invention, la lame de coupe 5 qui est placée en cours de fonctionnement sous un angle de coupe OC comporte à sa partie avant un certain nombre de plaques 6 qui s'étendent dans le sens I de la coupe. Ces plaques servent chacune de support à une buse d'injection constituée par un tube perforé 7 prévu le long du bord 8, incliné vers le haut , de la plaque 6 considérée. L'angle d'inclinaison des bords 8, et ainsi celui des tubes d'injection 7, a été choisi de façon à correspondre à l'angle CF > (Fig. 1) suivant lequel est formée la surface de glissement pendant l'opération de coupe. Les tubes 7 d'injection sont reliés au moyen de conduits de liaison 9 à un conduit commun d'alimentation 10 au fluide auxiliaire qui est de l'air ou de l'eau. L'appareil suivant l'invention n'est bien entendu pas limité à l'utilisation du type de dispositif de coupe représenté à la Fig. 5. L'alimentation en fluide auxiliaire peut être réalisée d'une façon analogue dans un appareil de dragage comportant un dispositif de coupe rotatif. REVENDICATIONS 1 - Procédé de dragage dans lequel le fond, en particulier du sable, est détaché au moyen d'au moins une lame de coupe et est ensuite aspiré, caractérisé en ce que l'on distribue un fluide auxiliaire à l'emplacement de la surface de glissement produite dans la couche de fond par chaque lame de coupe qui se déplace. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide auxiliaire distribué est de l'air. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide auxiliaire distribué est de l'eau. 4 - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini suivant l'une quelconque des revendications I à 3, comprenant un tube d'aspiration pour aspirer le fond détaché, ce tube d'aspiration comportant à son extrémité inférieure au moins une lame de coupe, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour distribuer un fluide auxiliaire, qui sont disposés par rapport à chaque lame de façon que les orifices d'échappement du fluide se trouvent à l'emplacement des surfaces de glissement produites par chaque lame de coupe, en fonctionnement.