Brevet FR2349687A1 — publié le 19771125

La présente invention concerne un dispositif dynamique permettant d'injecteur dans un sol peut compactable et fortement imbibe d'eau un composé liquide sous plusieurs dizaines de centimètres d'épaisseur et ce en vue de le durcir. Ce traitement permet de stabiliser des aires soumises à un trafic ou stationnement de véhicules de tous tonnage , ainsi que toute construction. L'invention comporte donc un bâti-mobile servant de supports aux citernes de stockage du liquide. A cet ensemble de citernes rendu tractable, on a associé un dispositif original qui permet de doser la dilution du composé liquide (échangeur d'ions durcisseurs) avant son injection dans le sol. L'injection est réalisée pendant un labour du sol obtenu par un matériel de pénétration et de concassage du terrain associée au bâti-mobile. Pendant le travail du sol, des sondes injectent à débit contrôlé le durcisseur. Des accessoires divers permettent un arrosage complémentaire et un hersage du terrain si nécessaire. Cet ensemble ne peut être comparé aux attelages utilisés en agriculture en générale et en motoculture en particulier. En effet, dans ce domaine on utilise fréquemment un attelage compose d'une charrue suivie d'une pulvérisation d'engrais liquide par exempleocomplète par un hersage. Le travail du sol comporte donc un labour , une irrigation suivie d'un nivellement réalisé sur une épaisseur uniforme. L'adaptation d'un tel dispositif est impossible lorsque l1homogénéité en épaisseur du sol est discontinue et surtout lorsqu'li est nécessaire d'injecter un liquide qui doit pénétrer en profondeur et se substituer à l'eau adsorbée. Dans ce dernier cas le travail du sol doit donc être réalisé sur une profondeur réglable et variable suivant la dureté rencontrée. En outre l'injection de liquide doit intervenir sur les sous couches peu meubles du terrain. Cet injection elaborant avec des matériaux une ossature articulée reposant sur un plancher de terrain. On sait actuellement que lors d'opération de travail du sol qui sont conduites en génie civil ou en agriculture le résultat du passage d'un ou plusieurs instruments dépend du comportement mécanique de la première couche de terre dite arable.Cette première couche qui a comme épaisseur plusieurs dizaines de centimètres repose généralement sur une voute dure constituée suivant les régions d'argile compacte de pierre etc.. C'est au niveau de la première couche que s'effectue les échanges biologiques et physico-chimiques importants et par conséquent c'est cette couche qui renferme la quantité la plus importante d'eau. Elle sera éliminée ici dans le mesure du possible. Dansle cas extrême des sols marécageux, la voute est constituée d'un terrain dont la plasticité est grande. Dans ce cas on injectera le durcisseur sur une profondeur (au moins 30 cm) permettant d'imprégner la première sous couche de la voute après entaillage de celle-ci. Le durcisseur pourra diffuser dans ce sillon et créer une zone compacte. Le sol traité est donc constitué de zone compact en surface reposant sur sous bassement érigé sur des sillons durcis et des éléments plus souples. L'ensemble pouvant être représenté comme une articulation voutée. En outre le travail favorise,dans le sol qui reçoit le durcisseur,(type échangeurs d'ions) la compaction du terrain. Cette propriété présente une importance considérable aussi bien en génie civil ou l'on recherche des matériaux compactables et des humidités réductibles au maximum pour les assises de fondation qu'en agronomie ou au contraire la compactibilité peut être un inconvénient majeur. On peut donc avoir a traiter des sols dont on a favorisé ou défavorisé le compactage. I1 est donc nécessaire de prévoir un dispositif d'épandage du durcisseur adaptable a tous les terrains qu'ils soient compactables ou non. De plus le dispositif doit présenter une grande souplesse d'emploi vis à vis des terrains présentant une compaction hétérogène et une dureté variable et dans les cas les plus défavorables rendre compactable des sols sur des épaisseurs variables. Enfin le dispositif qui est essentiellement destiné au génie civil doit permettre la réalisation in situ de voies trafi cables dont le profil permet un écoulement des eaux de ruissel lement provenant de drainage ou de pluie. Le profil du chemin idéal est représenté sur la planche 1/ 4. Le tracé en coupe représente le chemin en voie de réalisa tion. L'arc de courbure (E) est borné de part et d'autre par des -fossés (A) permettant l'évacuation des eaux de pluie ou de drainage. De plus la section de l'arc de courbure (E) constitué par la terre nivellée (D) doit reposer sur une voute de terrain dur. Cette voute partiellement imperméable permet le ruissellement des eaux de part et d'autre du chemin. Le travail du sol doit donc tendre vers la réalisation de ce profil idéal. Ainsi on envisage la réalisation d'un chemin traficable en dux étapes : un dispo sitif creuse avec 2 socles (G) ajustables en profondeur et muni de molettes d'appui, 2 sillons (B). Ces sillons peuvent être de profondeur différente et celui près du centre du chemin étant le moins profond. Simultanément le dispositif injecte le durcis seur qui -imbibe l'ensemble des matériaux travaillés, terre et surtout premières couches de matériaux constituant la voute.Les disques entaillent le terrain à des profondeurs différentes, le plus profond étant le plus près du bord du chemin ou des fossés (A); ceci afin d'obtenir une voute dure arquée sur ces sillons ou le terrain durcit alterne en crénaux avec un sol moins compact. L'ensemble constituant une voute suivant le courbure (E) permettant une résistance à la pression importante. L'ensemble du dispositif imbibe donc les matériaux et les imprègne de durcisseur suivant quatre sillons parallèles réalisé en 2 fois. Les deux sillons de gauche ayant un plan dtinclinai- son égal et opposé aux deux sillons de droite. En outre, l'élabo- ration du sol et son entaillage crée une dispersion de terre qui ne doit pas affecter le fonctionnement des fosses de drainage et d'écoulement (A). Ceci peut être obtenu par des disques de retenu (F). Le présent dispositif objet du dépôt de brevet permet de résoudre ces problèmes en réalisant un entaillage des terrains qu'ils soient compactables ou non et ce suivant une pénétration variable et commandé quelques soit l'hétérogénéité mécanique et la dénivellation des sols. L'ensemble du matériel se présente sous forme d'un attelage composé d'une citerne contenant le durcisseur dilué. Une seconde citerne contient le durcisseur sous forme concentré . Les citernes sont reliées entre elles par une pompe mélangeuse permettant de régler à la fois le débit d'injection du durcisseur, sa pression et sa concentration. L'ensemble pompe-citerne est maintenu sur un plateau de remorque dont les roues montées avec des pneumatiques peuvent se retracter manuellement à l'aide de verins. Le plateau de remorque peut aisément circuler sur route.Corsque le dispositif est placé dans les conditions de travail, ses roues sont rétractées et l'ensemble remorque-citerne-pompe repose sur le sol en s'appuyant sur les 2 socles circulaires de labour dont la hauteur de pénétration dans le sol est réglable par des jeux de molettes et de verins. Chaque socle circulaire constitué par un disque de diamètre de 80 cm-et rattaché à une molette destinée à régler la hauteur de pénétration du disque dans le sol. Lorsque le dispositif fonctionne, le terrain est entaillé en sillons parallèles par ces disques puis concassé et labouré par 2 socles de charrue classique montés sur anortisseur et placé dans le prolongement l'un de l'autre. Ces socles sont fixés à une tige souple et arquée constituant un systeme d'amortissement. Cette tige relie le socle et le plateau de la remorque et peut pivoter sur un axe pour s'effacer lors des transports du dispositif sur route. La profondeur de pénétration des socles dans le soi est proportionnelle aux réglages pratiqués sur les disques3 la proportionnalité est obtenue en manipulant le verin commandant simultanément l'inclinaison des socles et des disques. Entre les deux socles placés dans le prolongement l'un de l'autre, on a branché les injecteurs de durcisseur raccordés à la pompe qui règle le débit et la pression et dont l'alimentation est commandée par un jeu de vannes. Enfin, une pulvérisation complémentaire de durcisseur peut être pratiquée en alimentant une herse d'arrosage située en queue de ltattelage. De chaque coté du dispositif et sur la partie la plus large on a disposé des disques tournant par frottement et absolument indépendant destinés à ramener la terre hors des fosses d'écoulement. Ainsi décrit le présent dispositif présente de nombreux avantage et notamment - une grande souplesse d'emploi permettant d'adapter le dis positif à tous les profils de terrains à traiter et réaliser un chemin arqué constitué d'une voute durcie, - une mobilité sur chemin traficable obtenue à l'aide de roues rétractables et garnies de pneumatiques, - une grande efficacité d'épandage qui peut être obtenue grace au réglage de la dilution du durcisseur et à la mise en pression, - un haut rendement dans l'entaillage des sols que l'on peut modifier en augmentant soit le nombre de disques de labour soit le nombre de socles de charrue pénétration réglable, - une grande facilité de mise en oeuvre. L'invention sera mieux comprise grace aux dessins qui sont annexés et qui constituent un mode de réalisation conforme à 1' invention. Ces dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Sur la figure 2 de la planche II/4 on a tracé le dispositif suivant son profil. Sur la figure 3 de la planche III/4 on a représenté la fixation et le réglage des disques et de leurs molettes dont la fonction est de réaliser des sillons de différentes profondeurs. Sur la figure 4 de la planche IV.4 on a représenté une vue arrière de l'ensemble du dispositif. En se reportant à la figure 2 de la planche II/4 on trouve dessiné la citerne (I) contenant le durcisseur liquide "prêt à l'emploi". Cette citerne est fixée sur le plateau de la remorque (3) par des brides. Une seconde citerne (6) contenant le durcisseur concentré est relié à un réservoir de mélange (5) par l'intermédiaire d'une pompe (7) dosant et comprimant le mélange issu de (1) ou de (5) et (6). Les citernes (5) et (6) sont rattachées au bati du plateau (3) par les fixations (4). On a relié la pompe de dilution (7) et la citerne (1) par une canalisation directe permettant d'augles possibilités de dilution du durcisseur. L'ensemble des citerne (1) (6) et (5), la pompe, reposent sur le plateau (3) de la remorque tractable par un jeu de 2 roues (9) montées sur pneumatique (10). La suspension des roues est assurée par un ressort (16) qui peut se comprimer lorsqu'on rétracte ces roues à l'aide du verin (26). Ce dernier agi sur le support pivotable de la roue en (8). Lorsque le dispositif doit être réglé, il repose sur le trépied (15) qui le maintien en suspension en agissant sur le verin élévateur (14). Le travail du terrain est obtenu à l'aide de deux disques (12) parallèles et de diamètre égal à 0,80 cm et plus montés sur un vilbrequin (25). L'épaisseur de pénétration dans le sol du disque est limitée par la molette (11). Cet ensemble disque-molette est relié aux 2 socles (18) de malaxage du sol par un axe pivotant (28) commandé par un verin unique (17). Ces socles placés dans le prolongement l'un de l'autre sont fixés au plateau de la remorque par l'intermédiaire d'un amortisseur souple (29. Entre ces deux socles on trouve les injecteurs pulvérisateurs de surcisseur (19) raccordés à la pompe de distribution (7) par la vanne (21). Cette vanne (21) distribue, un mélange eau-durcisseur sous pression provenant des réservoirs (5) ou (1), soit vers les injecteurs (19) soit au travers la herse d'arrosage (23) commandée par la vanne (22). Une distribution particulière (pulvérisation locale par jet) peut être envisagée au travers de la vanne (20). Lorsque le dispositif est tracté sur une route carrossable les disques (12) et les socles (18) sont relevés simultanément grace aux vérins (17) manipulés par la manivelle (2). Enfin, un disque indépendant (13) monté sur axe latéral arrière et situé sur la plus grande largeur, peut être réglé verticalement à l'aide d'un vérin indépendant. Ce disque a pour fonction de canaliser les éléments de terre dispersés lors du labourage et de l'entaillage. La description de l'ensemble disque molette est représentée sur la figure (3 de la planche III/4. Sur cette figure on trouve le disque (12) qui peut tourner sur le vilbrequin grace à l'axe excentré (30). Ce disque pénètre dans le sol suivant la hauteur de réglage de la partie basse de la molette. Celle-ci est ovale et a reçu un bandage plein (32) on la règle en orientant son axe suivant les rainures (33) placées sur le disque et ce après avoir désséré les écrous (31). La suspension du disque est obtenue en reliant celui-ci au vilbrequin par l'intermédiaire d'une suspension à ressort réglable (24). L'axe du disque (30) est relié à l'extrémité d'un ressort dont l'autre extrémité est fixée à une armature solidaire du vilbrequin. Sur la planche IV/4 on a représenté l'ensemble du dispositif vue de l'arrière. Les citernes (1) et (6) sont reliées à la pompe (7) qui prélève et mélange, le durcisseur issu de ces citernes où il se trouve sous des dilutions différentes. Le mélange est stocké dans le réservoir (5) et comprimé par la pompe (7). La fixation des citernes (6) et (5) est assurée sur le bâti solidaire du plateau (3) de la remorque. Pour la mise en fonctionnement du dispositif on efface les roues (9) munies de pneumatiques (10) à l'aide de vérins (8) attachés à chaque roue. Le réglage des disques de travail du sol (12) s'effectue au moyen de nouveaux vérins (25) directement relié au vilbrequin (26). Une mise au point particulière est entreprise pour chacun des deux disques (12) par un déplacement particulier de ceux-ci par rapport au vilbrequin unique (26) en s'aidant du réglage (24). Ce réglage consistant à déplacer la molette ovale par rapport au sol ou elle repose et par rapport au disque (12) qui lui est solidaire. A l'arrière on trouve la vanne (22) qui commande l'alimentation de la herse d'arrosage (23). Fonctionnement. Lorsque l'ensemble du dispositif tracté doit être mis en position de travail on abaisse le vérin (14) afin d'élever le dit dispositif. Celui-ci alors repose essentiellement sur le trépied (15) et les mollettes (11) solidaires des disques (12). On relève alors les roues de traction (9) à l'aide du vérin (26) et la rotule (8) On abaisse les socles et les disques commandes par le vérin (25) et l'on règle la profondeur de pénétration des disques par le vérin crémaillère (24).après positionnement des molettes~ (11). La profondeur de pénétration reste importante a l'extérieur du dispositif et faible pour les socles situés près du milieu du chemin à tracer. Les socles (18) montés sur une suspension souple sont positionnés automatiquement. Les disques fous (13) sont réglés indépendamment et à la demande. Le dispositif peut travailler le sol en pratiquant une saignée grace aux disques (12) puis un entaillage du terrain par les socles (18) alors que la pompe injecte le durcisseur entre les socles de labour/e.ie(ducisseur a préalablement subit une di lution en rapport avec la nature du terrain et le résultat à ob tenir. Si le traitement demande une injection supplémentaire on agit sur la herse d'arrosage (26). Les réglages de pénétration des socles et des disques sont calculés de manière à créer un sillon étroit et profond de plusi eurs dizaines de centimètres (30 cm au minimum) et intéressant les sous couches dures du sol. La dispersion de la terre est li mitée par un disque fou (13). Généralement le terrain à traiter est débarassé de sa 1ère couche de terre gorgée d'un excès d'eau. Ainsi le traitement est beaucoup plus efficace et agit sur les premières couches non meu blés, de la voute. REVENDICATIONS. 1- Dispositif dynamique permettant l'injection contrôlée d'un durcisseur dans un sol qui subit simultanément par ce même dispositif un programme de traitement mécanique, l'ensemble étant destiné à transforme n importe quel terrain en terrain traficable caractérisé en ce qu'il comporte un jeu de citernes, tractables sur roues escamotables ,permettant une dilution du liquide durcisseur qui est injecté au niveau de socles de labour.,antaillant différemment les couches de terres non végétales afin d'obtenir une voute arquée ceci étant atteint à l'aide de disquesréglables munis de molettes et placé sur une suspension souple rattachée au plateau d'une remorque; lorsque l'injection de durcisseur est insuffisante le dispositif comporte une herse d'arrosage,et des vàn- nes de raccordement et enfin pour éviter la dispersion des terrains travaillés 2 disques fous limitent l'éparpillement des terres1 ltescamotation des roues, le réglage de pénétration des disques et des socles, leur mise en position de travail s'obtient lorsque l'ensemble repose sur un trépied placé à l'avant et ajustable par un verin. 2 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le mélange est obtenu au moyen d'une pompe mélangeant et comprenant le liquide issu des citernes contenant le durcisseur dilué et le durcisseur concentré, le mélange ainsi obtenu étant distri bué en continu par une jeu de vannes ou d'injecteurs ou au travers d'une herse d'arrosage. 3 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble peut devenir dispositif tractable ou dispositif de travail au moyen de 2 roues escamotables commandées par un jeu de 2 vérins indépendant pouvant être manipuler lorsque l'ensemble repose sur un trépied agissant sous l'action d'un vérin élévateur. 4 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les 2 disques servant à ouvrir le sol sont raccordés à un vilbrequin réglable au moyen d'une suspension individuelle agissant sur la gorge excentrée du disque. 5 - Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que la pénétration des disques dans le sol est individuelle et obtenue au moyen d'une molette ovale, pivotable par rapport à l'axe vertical du disque et ce suivant deux gorges de guidage pratiquées dans ce disque, la hauteur de pénétration étant cons tituée par l'intervalle molette d'appui sur le sol et le centre du diamètre extérieur du disque. 6 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'entaillage du terrain préalablement élaboré par des disques est complété par 2 socles de charrue placées dans le prolongement l'un de l'autre et situés derrière les disques de labour. 7 - Dispositif suivant les revendications 1, 3 et 4 prises dans leur ensemble caractérisé en ce que le moyen de mise en fonctionnement du dispositif est réalisé au moyen d'un vérin vissable agissant sur le vilbrequin latéral et sur la rotule reliant les supports des socles des disques d'antaillage et des injecteurs. 8 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'injection de durcisseur obtenue au moyen de tubes perforés métalliques, placés entre les deux socles de charrue et relies à la pompe d'alimentation et de compression, l'épandage de durcisseur pouvant être obtenu occasionnellement au moyen d'un circuit d'arrosage monté sur herse. 9 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen permettant d'éviter la dispersion et la projection de terre traitée est un disque réglable, indépendant, relié sur la plus grande largeur de l'attelage et à l'arrière. 10 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen permettant d'obtenir une vouge de dureté discontinue dont les parties durcies alternes avec les parties les plus meubles par l'injection du durcisseur, est un nombre paire de disques à entailler tous indépendants, montés sur suspension souple et dont la hauteur de pénétration dans le sol est progressive du centre du chemin vers les fossés d'écoulement, grâce à un jeu de molettes.