Brevet FR2456170A1 — publié le 19801205

Domaine technique. La présente invention concerne un nouveau procédé de terrassement. Elle concerne aussi le dispositif permettant d'appliquer ledit procédé. Problème posé. Il s'agit de réaliser des terrassements, par exemple, de creuser des tranchées pour le passage de câbles de canalisation ou autres, en enlevant les déblais puis en les remettant lorsque les câbles ou canalisations sont passés. Etat de la technique antérieure et inconvénients. Ces terrassements se font couramment depuis longtemps à la pioche et à la pelle. On a modernisé le procédé en le mécanisant à laide de marteaux piqueurs et de pelles mécaniques. I1 existe aussi des aspirateurs puissants et des suceuses. Toutefois ces appareils sont inopérants sur des ter rains relativement compacts, notamment sur les couches superficielles du sol particulièrement dures. En outre les déblais sont récupérés en étant admis à la partie supérieure d'une simple cuve où ils sont séparés de l'air aspiré par déflexion sur des plaques rigides. a séparation est imparfaite et nécessite une filtration très poussée par filtres textiles avant admission à l'aspirateur. Par ailleurs les aspirateurs ou compresseurs employés sont volumineux, lourds et bruyants. En outre la nature de la filtration se traduit par des colmatages fréquents qui limitent les domaines d'applications. De toutes façons, les trémies récupératrices des cuves actuelles de ces appareils ne sont pas prévues pour dépo ser les déblais à un endroit choisi. L'invention tient compte de ces appareils existants en les modifiant de façon appropriée et en les combinant de manière nouvelle en vue du but recherché. Exposé de l'invention. Le procédé de l'invention est caractérisé par le fait a) qu'on ameublit le terrain dans une certaine zone b) qu'on aspire les déblais dans la zone ameublie à l'aide d'une conduite flexible en les recueillant dans une enceinte mobile, sous une dépression d'environ 250 à 300 mb et un débit de 1500 à 2000 Nm)/h environ c) qu'on transporte enceinte à l'endroit voulu d) qu'on vide l'enceinte mobile à l'endroit désiré. Cet ameublissement du terrain peut etre réalisé soit mécaniquement, avec des marteaux pneumatiques ou des pioches, soit pneumatiquement par injection d'air comprimé et soufflage à l'aide d'une canule appropriée. Pour appliquer ledit procédé, l'invention prévoit aussi un dispositif qui se compose a) dun ensemble destiné à ameublir le terrain b) d'un aspirateur puissant c) d'une cuve de décantation et de stockage des déblais compor tant un dispositif de séparation très efficace et de vidange des déblais, la partie supérieure de ladite cuve étant reliée à l'aspirateur ; d) de dispositifs de séparation et de filtration entre la cuve et l'aspirateur e) de tubulures flexibles d'aspiration, reliées à la cuve, que l'on monte en manchettes ou tronçons bout à bout, l'extrémi- té libre de ladite tubulure se terminant par un embout rigide ou buse f) de dispositifs de support et de guidage desdites tubulures ; g) d'emplacements de rangement, notamment des tubulures inutili sées ; h) d'un véhicule comprenant, supportant et transportant les éléments précédents. Pour l'ameublissement du terrain, il faut, de toute fagon de l'air comprimé qui est fourni par un compresseur adjoint au dispositif déjà décrit. Ce compresseur alimente soit un marteau pneumatique classique, soit une tuyauterie souple d'air d'amenée à une canule d'injection d'air suffisamment rigide pour s'enfoncer dans le sol, soit les deux à la fois. Lfaspirateur utilisé est du type peu sensible aux poussières aspirées. On peut utiliser à cet effet ;L'aspiration d'un compresseur connu. Une des caractéristiques principale du dispositif réside dans le fait que la cuve de décantation et de stockage comprend a) une partie supérieure cylindrique de révolution à axe verti cal à la base de laquelle s'enfonce tangentiellement et légè rement vers le haut l'extrémité rigide de la tubulure d'aspi ration, extrémité rigide qui a une courbure croissante vers l'intérieur de celle-ci par un tronçon de spirale hyperbolique centrée sur l'axe de ladite cuve, l'extrémité de la tubulure d'aspiration et la cuve ayant une configuration produisant un effet cyclonique séparant efficacement les déblais de l'air, b) une partie inférieure de stockage des déblais comportant une trappe d'évacuation de ceux-ci.Cette évacuation est facilitée par une trappe située à l'arrière de la cuve qui peut basculer en totalité comme une benne, les raccords de tuyauterie d'aspiration étant prévusen conséquence. Une autre caractéristique de l'invention réside dans les tubulures flexibles qui sont supportées par un mât de charge ou potence télescopique et oscillant à volonté autour d'un axe vertical et horizontalement à laide de vérins dont les commandes manuelles sont groupées sur une poignée circulaire du guidage fixée de façon amovible sur l'embout rigide ou buse. Tous les éléments qui viennent d'erre décrits sont de préférence montés sur un véhicule automobile dont le moteur, lors de l'arrêt dudit véhicule et du fonctionnement de divers appareils, entraine successivement ou simultanément ceux-ci à volonté, à l'aide de transmissions appropriées. Solution au Droblème-avantages et résultat industriel. En dehors du marteau pneumatique, tous les autres éléments du dispositif de l'invention peuvent être facilement insonorisés. De ce fait le fonctionnement est silencieux. Par ailleurs les applications de ce dispositif sont nombreuses et permettent de réaliser des saignées de faibles largeurs et donc de manutentionner peu de déblais. I1 peut etre utilisé dans beaucoup de cas où des moyens de terrassement mécaniques habituels sont inapplicables ou à proscrire notamment quand il y a risque de détérioration d'objets enterrés comme des câbles, canalisations, objets d'art, vestiges après sinistre et mêmecorps humains. I1 trouve son application dans le cas où les fouilles peuvent rester limitées, notamment lors de réparations de fuites sur une canalisation, de passages de câbles ou de canalisations. Parmi les avantages, on peut signaler que le chantier correspondant est mobile et perturbe peu la circulation. Le dispositif peut remplacer la manutention manuelle des terres lorsque celle-ci est imposée, dans le domaine de l'archéologie ou des applications militaires. Il peut aussi être adapté au nettoyage des voies et pistes après un accident ou un incident. On peut l'utiliser dans le désensablage et au nettoyage des installations industrielles puisque la cuve de décantation peut aspirer de l'eau sans dommage. Dans le même esprit, le dispositif est parfaitement adapté à l'évacuation des déblais pour les travaux en cave ou en immeuble. I1 faut enfin signaler la grande simplicite d'emplois et de fonctionnements qui lui permettent d'hêtre employé par tout corps de métier sans nécessiter de recours à des entreprises spécialisées. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après qui en donne un exemple non limitatif de réalisation pratique et qui est illustré notamment par les dessins joints. Brève description des figures. Dans les dessins La figure I est une schéma par blocs de principe du dispositif. La figure 2 est une coupe schématique axiale d'un joint de raccordement étanche de la tuyauterie reliant la cuve à l'aspirateur. La figure 3 est une vue schématique d'ensemble du dispositif installé sur un châssis de véhicule. La figure 4 est une coupe de la cuve suivant I-I de la figure 3. Description dsun mode de réalisation. Le dispositif de l'invention est placé sur un châssis 20 de camion automobile dont on reconnaet le moteur 2 sous la cabine 21 avec des arbres de transmission 22, 23 aboutissant au train arrière 24. Sur le châssis 20 sont posés un compresseur 10, un aspirateur puissant 1, une cuve de décantation et de stockage 7, un filtre 8 entre la cuve 7 et l'aspirateur 1, des tubulures flexibles d'aspiration 4 aboutissant à la cuve 7 et une potence de support et de guidage desdites tubulures flexibles 4. On prévoit aussi des emplacements de rangement des tronçons de tubulure 4 inutilisés dans le châssis 20. Le compresseur 10 est destiné à alimenter un ensemble d'ameublissement du terrain qui comprend généralement un marteau pneumatique classique (non représenté) et une tuyauterie souple 25 d'amenée dtair comprimée à une canule d'injection 26 d'air suffisamment rigide pour s'enfoncer dans le sol. En haut de la canule 26 est prevu une soupape d'arrêt 27 que le servant 28 peut manoeuvrer à volonté pour injecter l'air dans le sol et ameublir celui-ci. L'aspirateur 1 est relié au filtre 8 par un tuyau 29 qui se prolonge au-delà du filtre 8 par un autre tuyau 30 aboutissant à la partie supérieure de la cuve 7. Cette partie supérieure 31 est cylindrique, de révolution, à axe vertical et, à sa base, s'enfonce tangentiellement et légèrement vers le haut, le tuyau d'entrée 6 rigide de l'extrémité 2 à la tubulure d'aspiration flexible 4. L'extrémité rigide 6 présente une courbure croissante vers l'intérieur de la cuve cylindrique 31 et se prolonge à l'intérieur de celle-ci par un tronçon de spirale hyperbolique centrée sur l'axe de ladite cuve. La partie inférieure de la cuve 7 a ici la forme d'un pararlélépipède 32 surmontant une trémie 33 présentant une trappe arrière 34 pour l'évacuation des déblais. A la figure 3, on a représenté l'ensemble de la cuve 7 des tuyaux 29 et 30 avec le filtre 8, en pointillés, basculant vers l'arrière autour d'un axe 35 sous effet de vérins non représentés, avec une ouverture simultanée de la trappe 34 permettant l'évacuation des déblais. Pour permettre le basculement précité, on prévoit un joint de raccordement étanche 9 représenté en détail à la figure 2 où l'on reconnait le tronçon de tuyau 291 relié à l'as- pirateur ou dépresseur 1 et le tronçon 292 relié au filtre 8. L'extrémité du tronçon 292 vient s'appuyer sur un joint annulaire élastique 36 supporté par une bague 37 et soulevé par un ressort hélicoïdal 38 qui prend appui sur la collerette 39-soudée au tronçon de tuyau 291. L'étanchéité entre la bague 37 et le tuyau 291 est réalisée par un joint torique 40. L'aspirateur 1 est, de préférence, d'un type peu sensible aux poussières aspirées. Dans une réalisation particulière on a employé un aspirateur du type tpériphérique avec une roue de 250 mm de diamètre qui assure une dépression de 300 mb sous 1600 Nm3/h à une vitesse de 3600 tours/mn et.absor- bant une puissance de 55 kw. I1 est muni de silencieux d'aspiration et au refoulement. I1 est entraîné par l'intermédiaire d'une boite de dérivation 3 placée sur le parcours de la transmission 22, 23 du véhicule et relié par une transmission schématisée par 41 qui peut être un arbre à cardan, une cascade d'engrenages, une chaîne ou une courroie trapézoidale. Le tuyau flexible 4 peut être adopté à la longueur désirée par mise bout à bout de tronçons ou manchettes assemblées de manière classique. A proximité de l'embout rigide ou buse 15v il est prévu un volant de manoeuvre 18 que maintient le servant 28. Pour faciliter la manoeuvre de celui-ci, on prévoit de supporter l'extrémité du tuyau flexible 4 par une potence 11 à l'aide d'un lien souple 42. La levée de la potence s'effec- tue grâce à un vérin 12, le bras horizontal de la potence est télescopique et peut être manoeuvré à volonté. Toutes les commandes de manoeuvre de la potence, en particulier une autre manoeuvre en rotation, si c'est nécessaire, sont groupées sur le volant 18 et manoeuvrées facilement par le servant 28. Le châssis de camion 20 comporte encore des emplacements de rangement, ou coffres des tronçons ou manchettes de tuyaux flexibles 4 inutilisés ainsi que les tuyauteries 25, de canules 26 de rechange et des marteaux pneumatiques, notamment. Fonctionnement. Lorsque le camion 20 est à proximité de la fouille à exécuter, on ameublit la partie superficielle à l'aide d'un marteau pneumatique classique. On approche ensuite l'embout rigide ou buse 15 placée à l'extrémité du tuyau 4 des morceaux détachés par le marteau piqueur, morceaux qui sont aspirés et envoyés dans la cuve 7. On a atteint immédiatement après le terrain plus meuble situé sous la couche superficielle que l'on peut soit aspirer directement avec l'embout rigide ou buse 15 soit aspirer après ameublissement à laide d'injection d'air comprimé par canule 26 qui fluidise le terrain et coopère ainsi avec l'aspiration des déblais pour réaliser, par exemple, une tranchée 19. Les déblais véhiculés par le tuyau 4 aboutissent au tuyau d'entrée 6 qui leur impartit un trajet cyclonique en spirale matérialisé par la spirale 43 et les flèches 16 et 17. Le profil et la position du tuyau d'entrée 6 a une importance capitale dans la présente invention en conjugaison avec la forme cylindrique de la partie supérieure 31 de la cuve 7 puisque les déblais, ayant d'abord un parcours rectiligne matérialisé par la flèche 14, prennent un parcours spirale orienté d'abord vers le haut puisque le tuyau d'entrée 6 est orienté aussi légè- rement vers le haut avec une pente d'environ 5 /o, par exemple. On obtient de cette façon un effet cyclonique et comme la vitesse des déblais ralentit en se rapprochant de l'axe vertical de la cuve 7, ils retombent vers le bas dans la trémie 33. Dans la pratique, on a observé que cet effet cyclonique était très efficace et que le rôle du filtre 8 était pratiquement négligeable; il est cependant préférable de le prévoir par mesure de sécurité quand il s'agit d'utilisations en terrain abrasif. I1 permet aussi d'assurer l'absence de tous rejets de poussière. Lorsque la trémie 33 est pleine, l'ouverture de la trappe 34 et le basculement de l'ensemble de la cuve 7 tel qu'il est représenté à la figure 3 en pointillés, permet l1éva- cuation des déblais suivant la flèche 13. On prévoit un tableau de bord regroupant les commandes et les compteurs nécessaires au fonctionnement de l'ensemble à ltarrière du véhicule, près du poste de travail du servant 28 pour faciliter la desserte de l'ensemble. A titre indicatif, une réalisation du dispositif de l'invention a permis de réaliser, en sous-sol urbain, une fouille d'environ 30 cm de côté pour une profondeur de 1,20 m environ en une dizaine de minutes. Naturellement, ces chiffres sont donnés à titre indicatif et dépendent de la puissance et de la capacité des composants. REVENDI CATIONS 10/ Procédé de terrassement c a r a c t é r i s é par le fait a) qu'on ameublit le terrain dans une certaine zone b) qu'on aspire les déblais dans la zone ameublie å laide dXune conduite flexible en les recueillant dans une enceinte mobile, sous une dépression d'environ 250 à 300 mb et un débit de 1500 à 2000 Nm3/h environ c) qu'on transporte l'enceinte à l'endroit voulu d) qu'on vide l'enceinte mobile à l'endroit désiré. 20/ Procédé, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s d par le fait que le terrain est ameubli mécaniquement. 30/ Procédé, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i's é par le fait que le terrain est ameubli pneumatiquement par soufflage d'air comprimé, notamment par une canule d'injection. 40/ Dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé défini dans l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, prise isolément, c a r a c t d r i s é par le fait qu'il se compose a) d'un ensemble destiné à ameublir le terrain b) d'un aspirateur puissant c) d'une cuve de décantation et de stockage des déblais compor tant un dispositif de séparation très efficace et de vidange des déblais, la partie supérieure de ladite cuve étant reliée à l'aspirateur d) de dispositifs de séparation et de filtration entre la cuve et l'aspirateur e) de tubulures flexibles d'aspiration reliées à la cuve que l'on monte en manchettes ou tronçons bout à bout, ltextrémité libre de ladite tubulure se terminant par un embout rigide ou buse ; f) de dispositifs de support et de guidage desdites tubulures; g) d'emplacements de rangement, notamment des tubulures inutili sées ; h) d'un véhicule comprenant, supportant et transportant les éléments précédents. 50/ Dispositif, tel que défini dans la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que l'ensemble destiné à ameublir le terrain fonctionne à l'air comprimé fourni par un compresseur et comprend un marteau pneumatique classique et une tuyauterie souple d'air d'amenée à une canule d'injection d'air suffisamment rigide pour s'enfoncer dans le sol. 60/ Dispositif, tel que défini dans la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que l'aspirateur, est du type peu sensible aux poussièrés aspirées. 7 / Dispositif, tel que défini dans la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que la cuve de décantation et de stockage comprend; a) une partie supérieure cylindrique de révolution à axe verti cal à la base de laquelle s'enfonce tangentiellement et vers le haut l'extrémité rigide de la tubulure d'aspiration, extré mité rigide qui a une courbure croissante vers l'intérieur de la cuve, par exemple en se prolongeant à l'intérieur de celle-ci par un tronçon de spirale hyperbolique centrée sur l'axe de ladite cuve, b) une partie inférieure de stockage des déblais comportant une trappe d'évacuation de de ceux-ci. 80/ Dispositif, tel que défini dans la revendication 7, c a r a c té r i s é par le fait que, pour faciliter la vidange de déblais, la trappe d'évacuation se trouve vers l'ar- rière de la cuve qui peut basculer en totalité comme une benne, les raccords de tuyauterie d'aspiration étant prévus en conséquence. 90/ Dispositif, tel que défini dans la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que les tubulures flexibles sont supportées par un mât de charge ou potence télescopique et oscillant à volonté autour d'un axe vertical et horizontalement à l'aide de vérins dont les commandes manuelles sont groupées sur une poignée circulaire du guidage fixée de façon amovible sur embout rigide ou buse. 100/ Dispositif, tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que le véhicule comprenant, supportant et transportant les éléments du dispositif est automobile et que son moteur, lors de arrêt dudit véhicule et du fonctionnement des divers appareils entraîne successivement ou simul tanément ceux-ci à volonté, à l'aide de transmissions appropriées.