Brevet FR2372309A1 — publié le 19780623

L'invention concerne un appareillage de perforation du sol. Cet appareillage comprend notamment un corps à enfoncer dans le sol et muni d'un outil apte à désagréger le sol. Dans les appareillages connus, les outils ont habituellement une action dommageable sur les parois et sur le fond du forage, action qui s'étend parfois très loin de l'axe du forage et du fond, par exemple jusqu'à 50 cm sous le fond pour un forage de diamètre aussi faible que 6 cm, en raison des phénomènes de décompression. La présente invention vise à fournir un appareillage évitant ces inconvénients, c'est-à-dire permettant de conserver intacts les parois et le fond du forage. Selon l'invention, l'outil dont est muni le corps à enfoncer dans le sol est constitué par au moins une buse qui est alimentée avec un fluide sous-pression et qui produit au moins un jet apte à désagréger le terrain. De préférence, ledit corps comporte une cavité ouverte vers l'avant du corps dans le sens de l'enfoncement du corps et l'appareillage comporte au moins une telle buse qui envoie un jet dans ladite cavité. Dans une réalisation optimale, ledit corps est un corps tubulaire qui forme ladite cavité et qui présente une tranche qui constitue l'ouverture inférieure de la cavité et qui est coupante dans le sens de l'enfoncement. Ainsi, selon l'invention, le matériau du terrain est d'abord soigneusement carotté par une trousse coupante à paroi mince puis désagrégé par un fluide sous forte pression, sans apporter aucun remaniement, ni aux parois du forage qui sont constamment soutenues par le tube métallique non rotatif constituant la partie de l'appareil surmontant la trousse coupante et au contact du sol, ni au fond du forage qui fait toujours partie du sol en place. En outre, l'invention permet de bénéficier des avantages de la coupe par micro-jets ("jet cutting). On décrira ci-après un appareillage selon l'invention qui convient notamment pour la mise en place dans un terrain d'une sonde telle que par exemple les sondes suivantes : sonde de diagraphie, sonde de mesures de caractéristiques mécaniques ou hydrauliques du sol (perméabilité, surpression interstielle, etc...), etc... Cette description sera faite en référence aux figures du dessin joint sur lequel - les figures 1 et 2 sont des coupes verticales selon deux plans perpendiculaires d'une premiere réalisation - les figures 3 et 4 sont des coupes verticales selon deux plans perpendiculaires d'une seconde réalisation - la figure 5 est une coupe verticale d'une autre variante de réalisation conforme à la présente invention - la figure 6 est un schéma d'une installation 3 mettant en oeuvre un appareillage selon la figure 5 ;; - la figure 7 est une coupe verticale d'une sonde pressiométrique équipée d'un appareillage selon la réalisation des figures 1 et 2, et - la figure 8 est une perspective schematique d'une installation de mesure pressiométrique comportant une sonde telle que celle de la figure 7, mais avec une méthode de mise en oeuvre différente, et la figure 8a est un agrandissement partiel de la fig8. L'appareillage représenté sur les figures 1 et 2 comporte un corps tubulaire 1 à enfoncer dans le sol et qui forme une cavité 2 présentant d'une part une ouverture inférieure d'entrée 3 entourée par une tranche (ou "trousse") coupante 4 et présentant d'autre part une ouverture supérieure de sortie 5. Légèrement en retrait de l'ouverture d'entrée 3, est disposée une tête 6 fixe par rapport au corps/det seul buses 7,8 dont le diamètre varie de 1 à 2 mm à quelques centièmes de millimètres de diamètre (selon le type de sol et le but de l'opération), ces buses communiquant avec un tube d'alimentation de fluide 9. Sur le corps 1 est appliqué un système d'enfoncement par pression ou par battage, de type tradionnel ou non. Dans cette réalisation, la tête 6 est portée par le tube 9 qui passe à travers l'ouverture supérieure 5 et elle est en appui contre la paroi latérale de la cavité, comme on le voit sur la figure 2, les deux buses se trouvant à quelques centimètres au-dessus de l'entrée de la cavité. Les buses qui envoient des micro-jets 10 sont orientées de façon que ces jets 10 soient diriges obliquement vers le haut et vers la paroi latérale de la cavité. Dans la réalisation des figures 3 et 4, les jets des buses ont été dessinés orientés vers l'ouverture supérieure 5. Dans la réalisation représentée sur les figures 5 et 6, les jets des buses 7,8 sont horizontaux. En fait, l'inclinaison à donner aux jets est variable selon la nature du sol, selon le type de mise en oeuvre du tube 1 et selon le rapport des caractéristiques dynamiques des jets et de la vitesse de progression de l'outil. Dans la réalisation des figures 5 et 6, la tête 6 qui est munie des buses 7,8 est disposée dans l'axe de la cavité 2 ; elle est montée à l'extrémité inférieure d'une masse-tige 21 qui est en butée contre un épaulement interne la du corps tubulaire 1. Entre la masse-tige 21 et le corps 1 est constitué un espace 22 destiné à l'évacuation vers le haut de la matière désagrégée. Dans la tige 21, est formé un conduit 23 qui sert à alimenter la tête 6 et les buses avec un fluide sous une pression d'au moins 100 bars provenant d'une pompe 24reliée à ce conduit par une tubulure souple 25. Ce fluide sous pression est par exemple de l'eau claire, une boue de bentonite, une huile spéciale, etc. L'enfoncement du corps tubulaire dans le terrain est obtenu par un moyen de pression quelconque approprié, par exemple par un mouton 27 qui vient battre une enclume annulaire 26 en appui solidaire du tube 11 à l'extrémité inférieure duquel se trouve rapporté le corps 1. La figure 7 montre, introduite dans un trou de sonde 13, une sonde pressiométrique 12 munie à l'avant d'un corps 1 conforme à la présente invention et munie à l'arrière d'une enclume 14 sur laquelle peut frapper un mouton 15 suspendu à un câble 16 relié à un cabestan (non représenté). Les buses du corps 1 sont reliees par une conduite souple 17 à une pompe d'injection et la sonde 12 est reliée par une conduite souple 18 à un appareil de mesure pressiométrique (plus précisément, à un contrôleur pression yolume du pressiomètre). Une installation plus complète est représentée sur la figure 8 où l'on voit la pompe 19 et le contrôleur pression volume du pressiomètre 20. Toutefois, ici au lieu que le battage s'effectue au câble, il s'effectue sur un train de tube .11. On y retrouve l'ensemble de battage 26 (enclume) et 27 (mouton). Sur la figure 8a qui est un agrandissement du carottier de la figure 8, on voit le carottier en service. L'invention n'est pas limitée à un dispositif particulier pour enfoncer le corps coupant 1, et c'est seulement à titre d'exemple que l'on a représenté dans le cas de la figure 6 un dispositif à mouton 27 et, dans le cas de la figure 7, un dispositif à câble 16. Dans le cas de la figure 7, le mouton 15 qui est suspendu au câble 16 coulisse dans un tube guide 28 ou -dans une cage de battage, la partie supérieure 29 du tube constituant l'embout de contre-battage. On notera que les parois du forage sont maintenues par le corps 1 et par le tube qui le surmonte, puisque la matière désagrégée par les micro-jets est évacuée vers le haut par l'intérieur du corps. REVENDICATIONS 1. - Appareillage de perforation du sol comprenant un corps à enfoncer dans le sol et muni d'un outil apte à désagréger le sol, caractérisé en ce que cet outil est constitué par au moins une buse qui est alimentée avec un fluide sous pression et qui produit au moins un jet apte à désagréger le terrain. 2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une telle buse qui est portée par un tube d'alimentation de la buse en fluide sous pression. 3. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps comporte une cavité ouverte vers l'avant du corps dans le sens de l'enfoncement du corps et en ce que l'appareillage comporte au moins une telle buse qui envoie un jet dans ladite cavité. 4. Appareillage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une telle buse qui est fixée dans ladite cavité. 5. Appareillage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une telle buse dont le jet est orienté vers le haut et vers la paroi latérale de la cavité. 6. Appareillage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une telle buse dont le jet est orienté vers une ouverture du fond de la cavité. 7. Appareillage selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ledit corps est un corps tubulaire qui forme ladite cavité et qui présente une tranche qui constitue l'ouverture inférieure de la cavité et qui est coupante dans le sens de l'enfoncement. 8. Appareillage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu1il comporte au moins une telle buse disposée dans l'axe ou sensiblement dans l'axe du corps tubulaire. 9. Appareillage selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite buse est portée par une tige qui est en butée contre un épaulement interne du corps tubulaire. 10. Appareillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit corps est monté à l'extrémité et dans le prolongement d'un tube. 11. Appareillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour enfoncer ledit corps dans le sol.