Brevet FR2434502A1 — publié le 19800321

L'invention a pour objet des procédés et des dispositifs pour tirer un câble enroulé sur un touret dans un fourreau de grande longueur. Le secteur technique de l'invention est celui de la pose de câbles enterrés, notamment de câbles electriques pour très haute tension. Les câbles électriques sont généralement posés dans des tranchées ou dans des caniveaux et on connaît des dérouleuses de câble permettant de déy.ider un câble enroulé sur un touret qui est monté fou sur un axe. La pose de câbles en tranchées ou en caniveaux crée de graves problèmes dans les villes du fait que les tranchées ou les canivaux gênent la circulation. Pour remédier à cet inconvénient, on peut poser des fourreaux enterrés, engager le câble à une extrémité d'un fourreau et le tirer par l'autre extreite. Cette solution ne présente pas de difficultés particulières pour des câbles téléphoniques ou pour des câbles électriques en basse ou moyenne tension. Par contre, le tirage dans un fourreau ayant une longueur de plusieurs centaines de mètres de câbles électriques haute tension pose des problèmes car il faut éviter de soumettre ces câbles a des efforts de traction qui risquent d'endommager les isolants. Les problèmes a résoudre deviennent dlautant plus difficiles que la tension du courant est,élevée. On envisage à l'avenir d'utiliser des câbles EIectriques en T.H.T. pour alimenter des postes de transformation situés à l'intérieur des agglomérations et de poser ces câbles dans des fourreaux enterrés, par exemple dans des tuyaux en matière plastique ou en fibro-ciment. La principale difficulté que l'on rencontre pour tirer des cules de gros diamètre à l'intérieur d'un fourreau ayant une longueur de plusieurs centaines de mètres réside dans le fait que si l'on ne prend aucune précaution on aboutit à un système oscillatoire qui risque de provoquer des surtensions mécaniques dans le câble et une vitesse de déroulement variable amenant le cable à se relâcher dans la partie comprise entre le touret et l'entrée du fourreau et à former des sinuosités et des ondulations à faible rayon de courbure qui peuvent endommager l'isolation du câble, ce que l'on doit absolument éviter. En effet, pour tirer un câble electrique à l'intérieur d'un fourreau de plusieurs centaines de'mètres de longueur, il faut d'abord engager dans ce fourreau un organe de traction par exemple une sangle qui s'allonge élastiquement sous l'action de l'effort de traction et l'allongement total est proportionnel à la longueur totale de la sangle et à l'intensité de l'effort de traction. D'autre part, une longueur déterminée de câble posée dans le fourreau ne peut se déplacer que si elle est soumise à un effort de trae- tion suffisant pour vaincre la somme des composantes axiales des frottements qui s'exercent entre la périphérie du câble et la paroi du fourreau. De plus, l'inertie du touret en mouvement est très importante. Si l'on exerce sur l'extrémité de la sangle un effort de traction croissant à partir de zéro, tant que cet effort'a pas atteint un seuil To qui correspond à la valeur limite qui permet de commencer à déplacer le câble dans le fourreau, le câble reste immobile et la sangle s'allonge. Le seuil To est d'autant plus grand que la longueur de câble déjà engagée dans le fourreau est grande et l'allongement Ai de la sangle peut être important, par exemple de l'ordre de 30 m pour une sangle de 50Q mètres de long ayant un allongement en charge de 6 %. La sangle se comporte alors comme un ressort en extension. Dès que le seuil To est atteint, le câble commence à avancer et le touret de câble à prendre de la vitesse. Si l'on ne prend aucune précaution, on constate alors que ltef- fort de traction ainsi que la longueur de la sangle oscillent autour d'une valeur moyenne et la portion de câble située entre le touret et l'entrée du fourreau forme des ondulations qui risquent d'endommager l'isolation du câble. Un objectif de la présente invention est de procurer un procédé et des dispositifs qui permettent de tirer des eâbles dans des fourreaux ayant une longueur de plusieurs centaines -de mètres, notamment des câbles électriques T.H.T., en évitant les risques de détérioration du câble et notamment les déplacements oscillants qui risquent de conduire à des efforts de traction ou à des rayons de courbures dangereux pour l'isolement électrique des câbles. Un autre objectif de la présente invention est de procurer une dérouleuse de câbles qui permet de recevoir et de déplacer les plus gros tourets, c'est-à-dire des tourets contenant environ 500 m de câble électrique 220KV, et qui permet de dérouler le câble suivant le procédé selon l'invention. Suivant un procédé connu,pour tirer, à l'intérieur d'un fourreau de grande longueur, un câble enroulé sur un touret, on exerce un effort de traction sur l'extrémité libre du câble au moyen d'une sangle qui passe à l'intérieur dudit fourreau, dont une extrémité est attachée à l'extrémité libre du câble. L'objectif de l'invention est atteint en freinant la rotation du touret pendant la progression du câble dans le fourreau, de telle sorte que la portion de câble située entre la sortie du touret et l'entrée du fourreau soit maintenue constamment en legere tension. Avantageusement, au début de chaque étape de déroulement du câble, on entraxe le touret de câble en rotation puis on le freine lorsque la vitesse de dé roulement normale est atteinte. Un dispositif selon l'invention pour tirer dans un fourreau de grande longueur un câble enroulé sur un touret comporte, de façon connue, d'une part, à proximité de l'entrée du fourreau, une remorque porte-touret sur laquelle est placé le touret de câble et, d'autre part, à proximité de la sortie du fourreau, un appareil de traction qui permet de tirer sur une sangle qui est engagée dans le fourreau et dont une extrémité est fixée sur l'extrémité libre du cable. Dans un dispositif selon ltinvention, la remorque porte-touret comporte des moyens pour successivement entraîner le touret en rotation puis le freiner. De façon connue, la remorque porte-tourets comporte deux bras formant une fourche q portent chacun à leur extrémité libre, un palier dans lequel tourne librement l'axe du touret. Elle comporte également des moyens pour lever la fourche afin de soulever le touret au-dessus du sol pour lui permettre de tourner. Une remorque porte-tourets selon l'invention comporte, en outre, des galets entraÎnés en rotation par un moteur-frein et des moyens pour appuyer lesdits galets contre la périphérie des flasques du touret. Dans un mode de réalisation préférentiel, les galets sont des roues munies de bandages souples, par exemple de pneumatiques, qui entraînent et freinent le touret parofriction. c~ Selon un mode de réalisation préférentiel, la remorque portetourets comporte deux galets qui sont montés sur un arbre transversal entraîné en rotation par un moteur-frein hydraulique, et les galets, l'arbre et le moteur-frein sont disposés sur un support qui coulisse le long de deux guides longitudinaux fixés chacun à l'un des bras relevables. Par exemple, les guides sont deux tiges filetées munies d'un volant de manoeuvre et le support coulissant est monté sur deux écrous vissés sur lesdites tiges filetées. Un dispositif selon l'invention comporte de préférence, d'une part, un appareil de traction constitué par un treuil hydraulique à vitesse et traction variable, commandé par un opérateur,et un dynarnbmètre qui mesure l'effort de traction et qui est lisible par ledit opérateur. Il comporte d'autre part, des moyens permettant audit opérateur de télécommander le moteur-frein situé sur la remorque porte-touret de telle sorte que pendans une phase de tirage, l'effort de traction ne décroisse jamais et ne dépasse pas la limite admissible par le câble. La présente invention a pour résultat la possibilité de tirer des câbles ayant plusieurs centaines de mètres de longueur dans des fourreau enterrés, sans risquer de détériorer l'isolation électrique de ces câbles. Les procedés et dispositifs selon l'invention permettent notamment de frer drnsun fourreau des câbles destinés à transporter du courant électrique sous une tension de 220 KV. Les procédés et dispositifs selon l'invention permettent de supprimer les ondulations et les battements incontralés du câble qui pourraient se prodliredans la portion de câble située entre la sortie dru touret et l'entrée dans le fourreau par suite-des déformations élastiques de la sangle de tirage. il est précisé que le mot sangle est utilisé dans un sens très général pour désigner tout élément allongé et déformable tel que câble de traction, corde, filin ou fil ou tout autre élément équivalent permettant de tirer le cable électrique dans Ie fourreau. L'inventon a également pour résultat une nouvelle remorque portetourets qui permet de dérouler un touret de câble en maintenant constamment en légère tension le brin de câble située entre la sortie du touret et l'entrée du fourreau. Une remorque porte-touret selon l'invention est particulièrement adaptee pour dérouler des tourets de câble électrique 220 KV mais cette application n'est pas limitative et une remorque selon l'invention peut être utilisée pour dérouler n'importe quel type de câble électrique ou téléphonique. -La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de mise en oeuvre d'un dispositif selon l'invention. La figure 1 représente schématiquement l'ensemble d'un dispositif selon l'invention en cours de tirage. La figure 2 est une vue en perspective d'une remorque portetourets selon l'invention. La figure 3 est une vue en plan d'un mode de réalisation pre- férentiel du dispositif d'entraînement et de freinage du touret. La figure 1 représente l'ensemble du dispositif utilisé pour tirer un-câble 1, par exemple un câble électrique en 220 KV, à l'intérieur d'un fourreau enterré 2 ayant une longueur de plusieurs centaines de mètres. Le fourreau 2 est, par exemple, une canalisation en matière plastique, par exemple en chlorure de polyvinyle, ou en fibro-ciment. Le câble a par exemple un diamètre de 110 mm et il est livré par le fabricant enroulé sur un touret ou bobine 3, ayant un diamètre de 4 m et un poids total de l'ordre de il tonnes. Ces chiffres sont donnés à titre d'exemple pour bien illustrer l'ordre de grandeur des poids et des dimensions de câble. Bien entendu, le câble comporte un isolement qui doit résister à la tension de 220 KV et cet isolement ne doit absolument pas être détérioré au cours de la pose du câble. Le câble peut supporter sans risques un effort de traction limité qui dépend de la construction du câble. Cette limite supérieure peut varier entre 38 KN (3,8 tonnes) et 90 KN (9 tonnes) selon les câbles. Dans tous les cas, cet effort de traction limite est supérieur à la somme des composantes axiales des frottements entre le câble et la paroi du fourreau, de telle sorte qu'il est possible de tirer le câble sans le détériorer. Pour tirer le câble, on engage dans le fourreau 1 un élément de traction 4, par exemple une sangle dont une extrémité est fixée sur l'extrémité libre du câble au moyen drun dispositif 5 de tout type connu.La sangle 4 traverse le fourreau 1, passe sur une poulie de renvoi 6 et vient s'enrouler sur un treuil hydraulique 7, entraîné par un groupe moto-pompe 8 qui est situé à proximité d'un regard 19 dans lequel débouche la sortie du fourreau. Un dynamomètre 9 permet de mesurer l'effort de traction que la sangle 4 exerce sur le câble. Le touret 3 est monte sur une remorque porte-touret 10, attelable derrière un tracteur ou un véhicule,qui est disposée à proximité du regard 18 dans lequel débouche l'entrée du fourreau. La remorque 10 sera décrite en détail en référence à la figure 2. Elle comporte un châssis il monté sur-des roues 12 et pourvu de quatre béquilles 13 qui permettent d'immobiliser le châssis en position horizontale. Elle comporte deux bras 14 relevables par des vérins 15 qui forment une fourche qui supporte le touret 3. Ces bras portent des galets 16 qui sont appuyés contre la périphérie des flasques latéraux du touret et qui sont entraînés par un moteur-frein hydraulique. La remorque 10 comporte une centrale hydraulique 17 qui alimente le moteur-frein, les vérins 15 et les vérins des béquilles 13. Le brin de câble 1 compris entre la sortie du touret et l'entrée du fourreau est supporté par des rouleaux et des poulies de guidage 20. Le dispositif de tirage comporte un treuil 7 entraîné par un moteur hydraulique integré à deux cylindres permettant d'exercer sur la sangle une traction variable entre 0 et 90 KN, avec une vitesse d'enroulement qui peut varier entre 0 et 22 m/minute. Ce moteur est commandé par une distribution manuelle progressive manoeuvrée par un opérateur qui peut faire varier l'effort de traction et la vitesse d'enroulement de la sangle. Le moteur hydraulique est alimenté par de l'huile sous pression fournie par un groupe moto-pompe hydraulique 8. La figure 2 représente la remorque porte-tourets 10. On voit sur cote figure-le châssis 11, formé de deux longerons îîa, îîb dont les extrémités arrières sont reliées entre elles par une traverse démontable 21. Pour prendre en charge un touret de câble pose sur le sol, on démonte la traverse 21 et on fait reculer le châssis pour engager les deux longerons de part et d'autre du touret, puis on remet en place la traverse 21. On voit également sur la figure 2, deux béquilles 13a et 13b associées chacune à un vérin hydraulique tel que le vérin 22. Le cylindre de chaque vérin avant est fixé à une console 23 qui coulisse à l'intérieur du châssis, de telle sorte qu'elle permet d'augmenter l'empattement entre les deux béquilles avant sans augmenter la largeur pendant les déplacements sur route. Les roues 12 sont également démon tables pour rendre la remorque compatible avec le gabarit routier, Le châssis comporte, à l'avant,un timon 24 qui permet d'atteler la remorque derrière un tracteur. La remorque porte-touret permet de prendre en charge les tourets et de les déplacer sur le chantier. Lorsqu'elle est arrivée à proximité de l'entrée d'un fourreau, on immobilise le châssis en position horizontale grâce aux quatre béquilles 13 afin qu'il résiste aux efforts de traction et de renversement exercés par le câble 1. Il est important que le châsais 11 soit calé en position horizontale et qu'il le reste pendant toute la durée du tirage quelle que soit la nature dru sol afin d'éviter que l'axe de la bobine ne risque de s'incliner, ce qui pourrait provoquer un déroulement irrégulier du câble. On voit sur la figure 2 les deux bras relevables 14a et 14b dont les extrémités avant sont articulées autour d'un axe transversal x xl. On voit également les deux vérins hydrauliques 15a et 15b qui soulèvent chacun un des bras et qui sont asservis hydrauliquement. Ces vérins prennent appui sur les longerons Ila et îîb du châssis. Chacun des bras 14a et 14b porte à son extrémité libre un palier, 25a et 25b dans lequel est placé un arbre, d'axe y yl, qu est engagé dans la bobine. Le relevage des bras 14a et 14b permet de soulever le touret 3 suffisamment pour qu'il ne soit plus en contact avec le sol et qu'il puisse tourner librement autour de l'axe y yl. La remorque 10 comporte deux galets 16a et 16b qui sont montés sur un arbre transversal 26. le terme galet est utilisé dans un sens très général pour désigner n'importe quel organe circulaire analogue tel que rouleau, roue, cylindre. Chaque galet est muni d'un bandage souple 26a, 26b-, par exemple d'un pneumatique. Les deux extrémités de l'arbre 26 sont montées dans des paliers de support 27a, 27b qui sont montés chacun sur une glissière longitudinale 28a, 28b fixée respectivement sur chacun des bras 14a et ]4b de telle sorte que l'on peut faire coulisser les deux galets longitudinalement pour les appliquer chacun contre la périphérie de I'un des flasques du touret 3. L'écartement des galets 16a et 16b correspond à l'écartement entre les deux flasques. La figure 2 représente un mode de réalisation d'un moyen utilisé pour déplacer longitudinalement les galets 16a et 16b au moyen d'une manivelle 29 solidaire d'une tige filetée 30 sur laquelle est vissé un écrou 31 qui est solidaire du support mobile. La remorque porte-touret comporte, en outre, sous un carter 17, un groupe moto-pompe hydraulique qui alimente en huile sous pression les vérins 22, 15a, 15b et un moteur-frein hydraulique qui entraîne l'arbre 26. La figure 3 représente, à plus grande échelle, un mode de réalisation préférentiel de l'ensemble moteur-frein porté par la remorque porte-tourets On retrouve sur cette figure les extrémités avant des bras relevables 14a et 14b sur chacune desquelles est montée une tige filetée 32a, 32b qui tourillonne dans deux paliers respectivement 33a et 34a, 33b et 34b. Chaque tige filetée comporte un volant de manoeuvre 35a, 35b. On retrouve sur cette figure l'arbre 26, sur lequel sont montés les deux galets 16a et 16b, non représentés,et les deux paliers 27a et 27b qui sont montés chacun sur des supports de palier 36a, 36b solidaires d'un écrou qui est visse sur une des tiges filetées 32a et 32b. Les deux supports de palier 36a et 36b sont réunis entre eux par une traverse 37. En manoeuvrant les volants 35a, 35b, on déplace l'ensemble formé par les supports de palier 36a, 36b, la traverse 37 et l'arbre 26. L'arbre 26 est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'une chaîne 38, par un groupe moto-réducteur 39 monté sur le support de palier 36a. Le moteur du groupe 39 est un moteur frein hydraulique qui permet d'entraîner le touret en rotation ou de le freiner par friction des bandages 26a et 26b sur les flasques du touret, Le moteur-frein comporte un distributeur hydraulique qui permet de contrôler le débit d'huile qui l'alimente et ce distributeur hydraulique est télécommandé électriquement par l'opérateur qui se trouve à proximité du treuil 7. Le dynamomètre 9 lisible par cet opérateur permet à ce dernier de réguler la vitesse du treuil 7 et de télécommander le moteur-frein 39 pour que l'effort de traction n' oscille pas et ne dépasse pas la limite de résistance du câble. De plus, le dynamomètre actionne automatiquement un signal dès que l'effort de traction atteint la limite maxima acceptable et ex signal arrête automatiquement le treuil 7. Le procédé de tirage du câble est le suivant. Au debut du tirage ou après que l'on a interrompu le tirage pour réduire la longueur de la sangle 4, l'opérateur situé près du treuil 7 fait démarrer progressivement celui-ci. Tant que l'effort de traction 4 n'atteint pas le seuil qui commence à déplacer le câble, la sangle 4 s'allonge et cet allongement peut atteindre plusieurs dizaines de mètres, Lorsque le câble 1 commence à avancer, l'opérateur commande à distance la mise en route prog-ressive du moteur-frein 39 qui aide à vaincre l'inertie du touret 3 ce qui permet de réduire la tension s'exerçant sur le cable. La vitesse périphérique du touret 3 doit toujours rester inférieure à la vitesse périphérique du treuil 7, de telle sorte que le brin de câble 1 situé entre le touret et l'entrée du fourreau reste toujours tendu.L'opérateur surveille l'effort de traction mesuré par le dynamomètre et il fait varier celui-ci, de telle sorte qu'il croisse constamment en même temps que la vitesse d'enroulement de la sangle 4. Lorsque le touret 3 a pris de la vitesse, l'opérateur télécommande le distributeur hydraulique qui contrôle le moteur-frein 39 pour faire passer celui-ci sur la position de freinage afin de maintenir le brin de câble qui sort du touret constamment tendu. Ainsi, on évite que le brin de câble situé entre le touret et l'entrée du fourreau ne puisse faire des ondulations ou des mouvements désordonnés qui risquent de détériorer le câble car le touret ne peut pas débiter plus de câble que le treuil ne tire de sangle et comme l'effort de traction exercé par le treuil ne décroît jamais la longueur de la sangle ne peut jamais décroître de sorte que l'on supprime les oscillations dues aux vériations de longueur de la sangle élastique. En cas d'arrêt de l'effort de traction du treuil pour n'importe quelle cause, le touret 3 est freiné par les galets 16 et il s'arrête en moins d'un quart de tour ce qui est sans danger pour le câble 1. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour tirer un câble enroulé sur un touret, à l'intérieur d'un fourreau de grande longueur, en exerçant un effort de traction sur l'ex- trémité libre du câble au-moyen d'une sangle qui passe à l'intérieur dudit fourreau, caractérisé en ce que l'on freine la rotation du touret pendant la progression du câble dans le fourreau, de telle sorte que la portion de câble située entre la sortie du touret et l'entrée du fourreau soit maintenue constamment en légère tension, 2 - Procédé selonla revendication 1? caractérisé en ce qu'au début de chaque étape de déroulement du cable, on entraîne ledit touret en rotation puis on le freine lorsque la vitesse de déroulement normale est atteinte. 3 - Dispositif pour tirer un câble enroulé sur un touret dans un fourreau de grande l-ongueur suivant les procédés selon les revendications 1 ou 2, comportant, d'une part, à proximite de l'entrée du fourreau, une remorque porte-touret sur laquelle est placé le touret de câble et, d'autre part, à proximité de la sortie du fourreau, un appareil de traction qui permet de tirer sur une sangle qui est engagée dans le fourreau et dont une extrémité est fixée à l'extrémité libre du câble, caractérisé en ce que ladite remorque porte-touret comporte des moyens pour successivement entraîner le touret en rotation puis le freiner. 4 - Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ladite remorque porte-tourets comporte deux bras relevables formant une fourche, les quels bras portent chacun à leur extrémité libre un palier dans lequel tourne librement l'axe dudit touret, caractérisé en ce que ladite re morque porte-tourets comporte, en outre, des galets entraînés en rotation par un moteur-frein, et des moyens pour appuyer lesdits galets contre la périphérie des flasques dudit touret. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits galets sont des roues munies de bandages souples, par exemple de pneumatiques, qui entraînent et freinent le touret par friction. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractéri sé en ce que ladite remorque porte-tourets comporte deux galets qui sont montés sur un arbre transversal entralné en rotation par un moteur frein hydraulique et les galets, l'arbre et le moteur-frein sont dispo sés sur un support qui coulisse le long de deux guides longitudinaux fixés chacun à l'un desdits bras relevables. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits guides sont deux tiges filetées munies d'un volant de manoeuvre et ledit support coulissant est solidaire de deux écrous vissés sur les dites tiges filetées. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que ledit appareil de traction est un treuil hydraulique à vitesse de traction variable commandé par un opérateur et le dispositif comporte un dynamomètre, qui mesure l'effort de traction, lisible par ledit opérateur et des moyens permettant audit opérateur de téle- commander ledit moteur frein situé sur la remorque porte-touret de telle sorte que l'effort de traction ne décroisse jamais et ne dépasse pas la limite admissible par le câble. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel ladite remorque porte-tourets comporte un châssis monté sur roues, caractérisé en ce que ledit châssis comporte quatre béquilles mues par des vérins hydrauliques permettant d'immobiliser ledit châssis en position horizontale et comporte, en outre,deux bras relevables articu-- lés autour d'un axe transversal audit châssis, lesquels bras forment ladite fouche, et deux vérins hydrauliques de relevage desdits bras qui prennent appui sur ledit châssis. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que ladite remorque porte-tourets comporte un groupe moto-pompe hydraulique qui alimente ledit moteurvfrein, lesdites béquilles et lesdits vérins de levage des bras. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caratte- risé en ce que ledit chassis de la remorque porte-tourets comporte deux longerons reliés entre eux par une traverse arrière démontable.