Brevet FR2429047A1 — publié le 19800118

La présente invention concerne les travaux publics ou privés. Elle a essentiellement pour but de créer un appareil qui permette d'envoyer sous pression déterminée, autant de fois que désiré, à des intervalles de temps quelconques, un produit fluide durcissable ou non dans un espace non directement accessible tel que l'espace annulaire compris entre un tubage et un trou foré, le sol de fondation d'un ouvrage, etc Jusqu'à ce jour, de telles injections se font - soit à l'aide d'un tube plongeur simple muni éventuellement d'un clapet anti-retour, ne permettant en général qu'un traitement unique car la prise du produit bouche les conduites lorsqu'vil s'agit d'un produit durcissable, à moins que l'on ne chasse ce produit par de l'eau ou de la boue, ce qui présente des inconvénients car le liquide de chasse débouche alors dans le volume traité et peut détériorer le produit mis en place - soit à l'aide d'un dispositif d double obturateur fixé à l'extrémité d'un tube d'injection plus ou moins rigide, ce qui impose des conduis rectilignes dans lesqueiles peut coulisser le double obturateur, un diamètre de conduites qui soit assez grand pour abriter à la fois un tube d'injection de section suffisante, eu égard au débit souhaité, et toutes autres tubulures nécessaires à la mise en oeuvre du dispositif à double obturateur, des manoeuvres souvent délicates, avec risque de coincement du dispositif à double obturateur dans la conduite, un matériel de "surface" souvent imposant et onéreux comportant par exemple un treuil. De plus, on n'est pas maître de la pression au niveau de l'injection sauf si l'on utilise des équipements annexes coûteux, du fait de l'incertitude sur l'importance des pertes de charge dans les conduites L'appareil qui fait l'objet de la présente invention est constitué essentiellement d'une vanne agencée de façon à ne s'ouvrir vers le volume à traiter que lorsque la pression du fluide excède une valeur minimale donnée, ce qui permet d'envoyer le produit de traitement à un emplacement déterminé, sous débit contrôlé, avec connaissance constante de la pression régnant dans la conduite au niveau d'injection. Des conduites permettent l'alimentation de la vanne en fluide et le retour de ce fluide. Lesdites conduites peuvent être de faible diamètre, flexibles ou rigides, et suivre un parcours quelconque suivant les contraintes de mise en place et d'encombrement du site. On peut laver ces conduites sans envoi de fluide parasite dans le volume traité en utilisant une pression de lavage insuffisante pour faire s'ouvrir la vanne. Il est donc possible de répéter ltopération autant de fois que désiré, même après plusieurs heures ou plusieurs années, sans avoir à utiliser d'équipement lourd (tel qu'un treuil ), mais simplement quelques tuyaux flexibles. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention est réalisée, les particularités qui ressortent, tant du dessin que du texte, faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue schématique d'une forme da réalisation simple de l'appareil objet de l'invention. Les figures 2 à 10 illustrent schématiquement quelques applications de l'invention - à la ci;entationd'un pieu ou tubage (figures 2 et 3) - au traitement sous un barrage (figure 4) - à la reprise sous fondation (figure 5), - au traitement d'un tunnel (figure B), - à la reprise des joints d'un mur de soutènement (figure 7), - a diverses opérations relatives à des plateformes en mer (figures 8 à 10) Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, l'apparei) comprend essentiellement - un élément de tubage 1, par exemple un tube en U, bien que sa forme précise n'affecte en rien son ^fficaciF que l'on dispose au niveau du volume à traiter - une vanne 2 disposée sur cet élément 1, s'ouvrant sous pression et pouvant, soit mettre en communication l'inté rieur de l'élément 1 et l'espace extérieur (position ouverte, sous pression), soit lasser le fluide s'écouler à travers l'élément 1 comme à traversun tubage normal (position fermée, basse pression). Cette vanne peut être constituée par exemple d'une manchette 20 en caoutchouc ou matière déformable et élastique analogue, fixée à l'extérieur du tube 1, autour de celui-ci sous la tension voulue et recouvrant une partie du tube percée d'orifices 10. Si le circuit aval est fermé, la mise sous pression du fluide dans le tube 1 dilate la manchette et le fluide s'écoule à l'extérieur.Si, en revanche, le circuit aval est ouvert et que le débit est faible, la manchette reste plaquée sur le tube, et le fluide s'écoule dans le tube l pour s'échapper vers le circuit aval. il est à noter qu'un tel type de vanne 2 permet la réversibilité des circuits aval et amont L'élément 1 est relié à l'aire de travail par deux conduites, flexibles ou rigides - en aval une conduite 3, - en amont une conduite 4 reliée à l'unité de pompage 5 du fluide de traitement. Sur la conduite 3 sont montés dans l'aire de travail - un dispositif 6 de lecture de pression (par exemple un manomètre), - un organe obturateur tel qu'un robinet 7. Sur la conduite 4 peut être également placé un manomètre 8, ou tout autre dispositif de mesure de pression, à la sortie de l'unité de pompage, par exemple. Les conduites peuvent être mises en place de diverses manières dont quelques exemples seront donnés dans la suite du présent mémoire. Avant chaque opération, les conduites sont lavées, le fluide de lavage (eau ou boue par exemple) étant envoyé par la conduite amont 4 sous faible pression, le robinet 7 étant ouvert et la vanne 2 restant fermée. Après lavage, le robinet 7 est fermé et la pression est augmentée, ce qui ouvre la vanne 2 et permet d'en vérifier le fonctionnement avant de commencer "l'injection". Le débit amont est aussitôt arrêté et le robinet 7 ouvert, afin de diminuer la pression dans les conduites, ce qui a pour effet de faire se refermer la vanne 2. ainsi le fluide de lavage ne passe pas dans le volume à traiter. Le robinet 7 est maintenu ouvert et le fluide de lavage est chassé sous faible pression (afin de ne pas ouvrir la vanne 2) par le fluide de traitement. Quand le fluide de traitement atteint la vanne 2, ce qui/détermine en connaissant le volume des conduites et le volume envoyé (débitmètre à la pompe ou mesure à la sortie du robinet 7), ce robinet est fermé, la pression augmente, la vanne 2 s'ouvre et le fluide de traitement passe dans le volume à traiter. En fin d'opération, les conduites sont lavées à nouveau, toujours sans polluer le volume traité. La même opération peut se répéter autant de fois que désiré, avec éventuellement un "claquage" ou rupture du produit précédemment injecté qui aurait fait prise autour de la vanne 2. La connaissance des pressions amont et aval permet de connaître la pression exacte dans la conduite au niveau du point d'injection ; si ce contrôle n'était pas désiré, les dispositifs 6 et 8 pourraient être supprimés. Le choix précis de composants technologiques n'affec te pas l'intégralité de ce système. Il est bien sûr possible d'avoir autant de systèmes à doubles conduites plus vanne que de niveaux d'injection. Toutefois, il peut être intéressant dans certains cas de limiter le nombre de conduites. On peut alors placer en aval de chaque vanne un clapet anti-retour s'ouvrant sous très faible pression nettement inférieure à celle pour laquelle s'ouvrent lesdites vannes et réunir alors plusieurs conduites de retour tel qu'il est montré en exemple sur la figure 2 où la conduite 4 peut être raccordé à deux branches 4a et 4b qui alimentent respectivement des éléments la et lb dont les conduites de retour 3a et 3b sont équipées de clapets anti-retour respectifs 9a et 9b situés en amont de leur raccordement à la conduite 3. L'invention est susceptible de recevoir de nombreuses applications dont quelques exemples, non limitatifs, sont donnés ci-dessous. Pour la cimentation d'un pieu ou tubage métallique dans un trou foré Il (figures 2 et 3), l'appareil peut être f sur le tubage 12 avant la descente de ce dernier, les conduites étant placées à l'intérieur ou à l'extérieur du tubage, la ou les vannes se trouvant à l'extérieur du tubage. Il est aussi possible de descendre les conduites dans l'espace annulaire qui entoure le tubage ou le pieu ou dans un trou for à cet effet, avant ou après mise en place du tubage ou du pieu. Il est ainsi possible de remplir l'espace annulaire de ciment, comme représenté en 1 sur la figure 3, de parfaire le contact entre la base du pieu et le terrain encaissant, et/ ou d'injecter le produit dans ce dernier de manière à obtenir un véritable bulbe de ciment autour du pieu et un renforcement des caractéristiques géotechniques du terrain, ou de traiter avec un produit quelconque une couche particulière. Cela permet notamment d'effectuer la reprise de pieux en béton trop courts (figure 3, cas II) ou encore le traitement d'une couche de terrain, par exemple près d'un pieu de fondation (figure 3, cas III). Dans le cas d'un barrage 13, on peut, en utilisant l'appareil objet de l'invention, procéder au collage du barrage au sol 14, comme représenté en IV sur la figure 4, en disposant l'ensemble 1, 2 sous le barrage ou encore créer ou renforcer un rideau d'étanchéité sous le barrage, comme représenté en V sur la figure 4 également. La figure 5 montre comment on peut procéder à des reprises sous fondation d'un ouvrage 14, soit en introduisant l'appareil dans un trou 15 foré et obturé de façon étanche en 16 autour des conduites 3 et 4, soit en installant l'appareil avant construction des fondations comme illustré en VI. La figure 6 illustre l'application de l'invention au collage de la voûte d'un tunnel 16, des appareils 1, 2 étant mis en attente derrière la voûte avant bétonnage de celle-ci, en vue d'assurer simplement le collage (VII) ou aussi le traitement de zones fissurées 17 (VIII). On peut encore appliquer l'invention à la réfection des joints d'un mur de soutènement 18 ou d'une paroi analogue (figure 7), d'un barrage, etc...., l'appareil étant mis en place avant la construction du mur ou avant le remblaiement du talus. L'invention permet encore (figure 8) d'obtenir une égalisation des contraintes pour éviter la déformation du radier 19, par exemple de la structure métallique d'un ouvrage 23 en mer, (IX) sur la figure 8, ou de s'opposer à des tassements excessifs, différentiels ou non (X sur cette même figure). On peut encore appliquer l'invention au décollage d'un ouvrage, par exemple pour la récupération de platesformes 21 gravitées, c'est-à-dire posées sur le fond de la mer (figure 9), en injectant un fluide sous pression au-dessous dudit ouvrage en un ou plusieurs points, le cas échéant convenablement répartis sous l'ouvrage entre ce dernier et le sol sur lequel il repose. Il est possible également de procéder au redressement d'un ouvrage, par exemple une plate-forme 21 en mer, en effectuant des injections dans un ou plusieurs compartiments sous pression délimités par des bêches 22 sous l'ouvrage, comme le montre la figure 10. Dans tous les cas, on peut placer les conduites en attente, en suivant n'importe quel parcours (avant construction, avant remblaiement, etc ) ou les installer dans un trou foré juste avant le traitement, la partie supérieure de ce trou pouvant être obturée par bétonnage ou par première injection. Il va de soi que les modes de réalisation décrits n'ont été donnés qu'à titre d'exemple et qu'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention. RBVENDICAVIONS 1 Appareil permettant l'injection répétée de produits fluides dans un volume à traiter, caractérisé par une vanne agencée de façon à ne stouvrir vers ledit volume que lorsque la pression du fluide exeède une valeur minimale donnée, et par des conduites permettant l'alimentation de la vanne en fluide et le retour de ce fluide. 2. Appareil selon la revendication 1, earactérisé en ce que la conduite de retour est munie d'un organe obturateur qui permet de faire varier la pression du fluide dans la vanne. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la vanne comporte, dune manière connue en soit un corps tubulaire perforé entouré d'un manchon en matière déformable éla- tique. 4. Appareil selon ltune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce quI il comporte plusieurs vannes raccordées par des embranchements à une conduite de retour commune, des clapets anti-retour stouvrant sous des pressions plus faibles que les vannes étant prévus sur les embranchements en aval desdites vannes. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que des dispositifs de mesure de pression sont prévus sur les conduites. 6. Procédé de lavage dan appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on fait passer dans l'appareil un liquide convenable à une pression insuffisante pour provoquer ltouverture de la vanne. 7. L'application de l'appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 au décollage d'un ouvrage en mer, earactérisi en ce que l'on infecte un fluide sous pression sous l'ouvrage ente ce dernier et le sol sur lequel il repose. 8. L'application de l'appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 au redressement d'un ouvrage, caractérisée en ce que l'on injecte un produit sous ledit ouvrage entre ce dernier et le sol sur lequel il repose dans une ou plusieurs zones convenablement choisies, délimitées par des bêches ménagées sous ouvrage.