Brevet FR2445869A1 — publié le 19800801

La présente invention concerne un procédé de traitement en place, de boues et limons, en vue de leurs stabilisation et solidification, par malaxage continu à l'avancement de ces matières avec injection simultanée d'un produit réactif. Cette invention concerne,en outre, un dispositif adapté pour pouvoir être monté et mis en fonctionnement à l'extrémité libre de la flèche d'un engin de levage auto-moteur ou du bras d'un engin excavateur après enlève ment du godet de ce dernier. Depuis de nombreuses années, on a cherché à stabiliser et à solidifier en place des sols impropres en leur état naturel, car trop mous et/ou humides, impossibles à solidifier par drainage ou par tout autre procédé d'assèchement, en vue par exemple, de la construction de bâtiments à leur emplacement. C'est ainsi que des procédés faisant intervenir le fonçage de pieux, de puits de soutien résistants ou encore la réalisation de fondations par radars d'épaisseur importante, ont fait leur apparition dans les techniques du bâtiment et des travaux publics.D'autres procédés connus, lorsque la surface du sol à traiter est recouverte d'une couche d'eau d'épaisseur suffisante, font intervenir des barges supportant un appareillage compliqué et conséquent de sondes adaptées pour agiter les couches supérieures du sol submergé à traiter, tout en injectant un produit réactif dans l'agitation produite. Ces procédés connus sont,en général, très onéreux et ne peuvent être mis en oeuvre de manière efficace en raison des difficultés d'amenée sur place du matériel et de l'alimentation à distance du produit réactif. En conséquence, un des principaux objets de la présente invention, est de fournir un procédé de traitement en place, de sols de faible consistance, impropres en leur état pour permettre, par exemple d'édifier sur eux des constructions du type bâtiments, ce procédé étant adapté pour rendre ces sols stables et les solidifier sans nécessiter un important matériel spécia- lisé tel que connu actuellement dans la technique. Selon l'invention, un tel procédé de traitement en place, de boues et limons, par malaxage avec injection simultanée d'un produit réactif, afin de les stabiliser et les durcir par suite de leur solidification progressive, est remarquable en ce qu'il consiste tout d'abord à fouiller le sol àtrai- ter en le malaxant à l'avancement en continu sur une profondeur choisie, latéralement au bord résistant de son aire, suivant une première tranche de largeur déterminée et dans un certain plan incliné dans le sens de l'avancement du mala xage avec injection simultanée du produit réactif, afin de provoquer un depla- cement ascendant dans ce plan des couches de sol malaxées, les couches inférieures en aval étant traitées simultanément aux couches supérieures légèrement en amont du fait de cette inclinaison, l'avancement de ce malaxage avec injection étant poursuivi jusqu'à ce que ladite première tranche traitée fasse le tour complet de l'aire a solidifier, et ensuite une seconde tranche latérale est attaquée de la même façon, en rasant le flanc intérieur de la première tranche en cours de durcissement jusqu'à ce que cette seconde tranche soit fermée à l'inté- rieur de cette dernière, les tranches suivantes étant réalisées de la meme ma- nière jusqu'à ce que toute l'aire soit traitée en terminant par sa partie centrale. Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif de mise en oeuvre du procédé énoncé ci-dessus, ce dispositif étant remarquable du fait qu'il est conçu pour être adapté à l'extrémité d'une flèche de préférence télescopique d'un engin de levage auto-moteur sur roues ou chenilles, ou à l'extrémité du bras porteur de godet d'une pelleteuse, en lieu et place de ce dernier, ce dispositif étant constitué d'un châssis de forme rectangulaire pourvu de joues latérales longitudinales et portant au moins deux vis sans fin hélicoîdales commandées en rotation chacune par un moteur indépendant et dont les extrémités sont tourillonnées dans des coussinets fixés sur les côtés largeur du châssis, ces vis encadrant un tube injecteur de produit réactif traversant longitudinalement ledit châssis, lequel est pourvu d'un raidisseur longitudinal médian supportant ledit tube injecteur, et prolongé dans sa partie supérieure pour constituer un bras porteur du châssis, pourvu à son extrémité haute d'une chape orientable munie d'une articulation d'oscillation, conçue pour s'adapter sur l'extrémité de la flèche ou du bras de l'engin amenant et supportant ce châssis en position de travail. En outre et selon la présente invention, ce dispositif c Par ailleurs, selon l'invention, le châssis de ce dispositif est adapté pour supporter dans le prolongement de sa partie basse, un second châssis semblable mais dépourvu de moteurs de commande en rotation de ses vis sans fin, l'extrémité supérieure de l'arbre de chacune de ces dernières étant adaptée pour s'accoupler à l'extrémité inférieure de l'arbre de la vis correspondante du premier châssis. En outre, sur ces châssis, l'extrémité inférieure de chacun des arbres de vis sans fin est conçue pour permettre l'accouplement d'un pro 10fr gement de vis sans fin, et de même l'extrémité inférieure du tube injecteur permet l'accouplement d'un prolongement, ces prolongements étant prévus de longueurs déterminées pour pouvoir suivre sensiblement la pente des bords inclinés plus résistants du sol à traiter, par exemple lors du traitement de solidification de la première tranche. D'autre part, le châssis de ce dispositif est adapté pour pouvoir lui accoupler sur l'un et/ou l'autre de ses cotés latéraux longitudinaux un châssis identique pourvu de ses moteurs de commande en rotation des vis sans fin, lorsqu'il est possible de traiter à l'avancement une tranche de sol plus conséquente, en fonction de la nature de ce dernier. On doit noter par ailleurs que, pour appliquer efficacement le procédé de traitement, chaque moteur indépendant de commande en rotation d' une vis sans fin , est adapté pour entraîner cette dernière dans son sens de forage, afin que les couches de sol traité soient malaxées en subissant un déplacement ascendant, les moteurs étant, de préférence, des moteurs électriques du type blindé étanche, commandés depuis la cabine de l'engin, lequel entraîne dans son sillage un câble électrique souple relié à une alimentation à distance. En ce qui concerne le ou les tubes injecteurs, leur alimentation en produit réactif sous pression est également commandée depuis la cabine de l'engin, qui entraîne dans son sillage une conduite souple reliée à une pompe d'alimentation située à distance. En outre, les vis sans fin peuvent être carénées, en fonction de la viscosité des boues à traiter. D'autres caractéristiques de ce dispositif mettant en oeuvre le procédé de traitement de sol, objet de la présente invention, apparaîtront de la description suivante, faite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 représente en élévation, dans sa position de travail en avancement, indiqué par la flèche F, l'engin supportant suivant une inclinaison choisie,le dispositif de mise en oeuvre du procédé de traitement,cet engin étant dans cet exemple une grue automotrice sur chenilles et à flèche télescopique, - la figure 2 est une vue en plan de la position de travail de l'en- gin représenté dans la figure 1, - la figure 3 est une vue de front de la position de travail de l'en- gin, prise suivant les flèches A-A de la figure 2, - la figure 4 est une vue de face du dispositif, représenté schématiquement, supporté par l'engin et adapté pour la mise en oeuvre du procédé, - la figure 5 est une vue de coté, suivant C-C du dispositif représenté dans la figure 1, - la figure 6 est une vue partielle de face de la partie haute d'un second châssis de dispositif pouvant être assemblé au bas du châssis principal représenté dans la figure 4, - la figure 7 est une coupe suivant B-S du châssis principal de la figure 4, - la figure 8 est une vue de face de la partie basse de l'un ou 1' autre châssis des figures 4 et 6, montrant les prolongements de vis sans fin et de tube injecteur pouvant être adaptés pour travailler une tranche de sol en bordure des rives en pente d'une aire à traiter. Comme on peut le remarquer des figures 1 à 3, le procédé de traitement en place d'un sol mou, en vue de sa solidification, est mis en oeuvre au moyen d'un dispositif D, suspendu par une chape 1, orientable et articulée, fixée à la pointe d'une flèche télescopique 2, d'un engin automoteur 3 à chenilles, du type grue dans l'exemple représenté.Cet engin se déplace suivant la flèche F en bordure de la rive de l'aire du sol à traiter, avec sa flèche 2 placée obliquement par rapport à cette rive, et soutenant le dispositif D dans un plan perpendiculaire à la direction d'avancement en même temps que dans un plan incliné, de manière que l'extrémité inférieure du dispositif D soit légèrement en avance vers 1 'aval par rapport à 1 'extrémité supérieure de ce dernier située légèrement en amont, cette inclinaison étant réglée à la demande par une liaison rigide 4, constituée par un vérin cainnandé de la cabine de l'engin, servant à la fois de tirant et de poussard de maintien du dispositif D à sa position de travail. Comme on peut le comprendre facilement, en regardant les figures i à 3, le procédé objet de l'invention, débute par le traitement du bord intérieur de l'aire de sol à solidifier, suivant une tranche de la largeur du dispositif D, l'engin se déplaçant en suivant tout le contour de l'aire. Lorsque cette première tranche traitée est fermée par suite de l'arrivée du dispositif D à son point de départ, l'engin poursuit son déplacement sur le début de cette tranche alors solidifiée, ou tout au moins en cours de durcissement avancé, avec le dispositif D amené dans une position de travail identique à sa position initiale. Une seconde tranche est alors attaquée en suivant le flan intérieur de la première tranche réalisée jusqu'à ce que l'on atteigne le début de cette dernière, l'engin passant alors sur le début de cette seconde tranche.Le procédé est ensuite poursuivi de la même manière jusqu a ce que le traitement de 1 Taire complète soit terminé dans la partie sensiblement centrale de celie-ci. Dans les figures 4 à 8, on a représentéschématiquement le dispositif D utilisé pour la mise en oeuvre du procédé. Comme on le remarque, ce dispositif est constitué d'un châssis 5, de forme rectangulaire, pourvu de joues 6 latérales et portant deux vis sans fin 7 hélicoldales. Chacune de ces vis est commandée en rotation par un moteur indépendant 8. Les extrémités de 1' arbre respectif à chacune de ces vis sont toutillonnées dans des coussinets ou paliers (non représentés) fixés sur les côtés largeur du châssis 5. Ces vis encadrent un tube injecteur 9 du produit réactif sous pression, constitué de préférence par un tube de section carrée dont une arête 10 fait front au sol à traiter.Ce tube 9 est pourvu d'orifices d'injection 11 distribués sur toute sa longueur et pratiqués dans les côtés de ce tube, adjacents à ladite arête frontale 10. Ce tube est, en outre, fixé sur un raidisseur 12, longitudinal et médian, que comporte le châssis 5. Ce raidisseur est prolongé à son extrémité supérieure par un bras porteur 13, dont l'extrémité haute est pourvue de la chape orientable 1, pourvue d'une articulation d'oscillation et conçue pour s'adapter sur l'extrémité de la flèche 2 de engin. Comme on le voit au mieux dans les figures 1, 2, 3 et 5, le châssis peut être amené en position inclinée de travail au moyen du vérin 4, les moteurs indépendants de commande en rotation des vis, de préférence des moteurs électriques, étant branchés pour entraîner ces vis en rotation dans leur sens de forage afin que les couches du sol traité soient malaxées tout en étant déplacées suivant un mowement ascendant simultanément à 1' injection sous pression du produit réactif. Comme on peut le déduire facilement de la figure 6, qui représente la partie haute d'un châssis canplémentaire 14 pouvant être assemblé à la partie basse du châssis principal 5, l'extrémité inférieure de l'arbre des vis 7 est adaptée pour accepter l'emmanchement de l'extrémité supérieure des vis 15 du châssis 14, si bien que ce dernier est dépourvu de moteurs, ses vis étant entraînées en rotation par les vis 7. De même, l'extrémité supérieure du tube injecteur 16 est adaptée pour s'emboîter sur l'extrémité inférieure du tube injecteur 9.On notera en outre sque,bien que non représentée, l'extrémité inférieure des joues 6 est adaptée pour pouvoir être assemblée avec l'extrémité supérieure des joues 17, de même que l'extrémité inférieure du raidisseur 12 est adaptée pour pouvoir être assemblée avec l'extrémité supérieure du raidisseur 18, si bien que le châssis complémentaire fait intégralement corps avec le châssis principal. Par tailleurs, comme on le remarque facilement de la figure 8, l'extrémité inférieure des arbres de vis sans fin et du tube injecteur de ces deux châssis est également adaptée pour pouvoir y fixer, respectivement, des prolongements de vis 19 et 20, ainsi qu'un prolongement 21 de tube injecteur, lorsque l'on doit solidifier le bord en pente d'une aire de sol à traiter. On notera, en outre, que ces châssis sont conçus pour pouvoir porter latéralement à eux, d'autres châssis (non représentés) lorsque l'on désire pratiquer une tranche de traitement de largeur plus conséquente et, bien entendu, Si la consistance du sol à traiter le permet. REVENDICATIONS 1.- Procédé de traitement en place, de boues et limons, par malaxage avec injection simultanée d'un produit réactif, en vue de les stabiliser et de les solidifier, procédé caractérisé par le fait qu'il consiste tout d'abord à fouiller le sol à traiter en le malaxant à l'avancement en continu sur une profondeur choisié, latéralement au bord résistant de son aire, suivant une première tranche de largeur déterminée et dans un certain plan incliné dans le sens de l'avancement du malaxage avec injection simultanée du produit réactif, afin de provoquer un déplacement ascendant dans ce plan des couches de sol malaxées, les couches inférieures en aval étant traitées simultanément aux couches supérieures légèrement en amont du fait de cette inclinaison, l'avancement de ce malaxage avec injection étant poursuivi jusqu' à ce que ladite première tranche trai tée fasse le tour complet de T aire à solidifier, et ensuite une seconde tranche latérale est attaquée, de la même façon, en rasant le flanc intérieur de la première tranche en cours de durcissement jusqu'à ce que cette seconde tranche soit fermée à l'intérieur de cette dernière, les tranches suivantes étant réalisées de la même manière jusqu'à ce que toute l'aire soit traitée en terminant par sa partie centrale. 2.- Dispositif adapté pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est conçu pour être adapté à I' extrémité d'une flèche, de préférence télescopique, d'un engin de levage automoteur sur roues ou chenilles, ou à l'extrémité du bras porteur de godet d'une pelleteuse, en lieu et place de ce dernier, ce dispositif étant constitué d'un châssis de forme rectangulaire pourvu de joues latérales longitudinales et portant au moins deux vis sans fin hélicoldales, commandées en rotation chacune par un moteur indépendant et dont les extrémités sont tourillonnées dans des coussinets fixés sur les côtés largeur du châssis, ces vis encadrant un tube injecteur de produit réactif traversant longitudinalement ledit châssis, lequel est pourvu d'un raidisseur longitudinal médian supportant ledit tube injecteur, et prolongé dans sa partie supérieure pour constituer un bras porteur du châssis, pourvu à son extrémité haute d'une chape orientable munie d'une articulation d'oscillation, conçue pour s'adapter sur l'extrémité de la flèche ou du bras de l'engin amenant et supportant ce châssis en position de travail. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte une liaison rigide, réglable en longueur, portant une articulation à chacune de ses extrémités et reliant un point fixe, situé sur la flèche ou bras de l'engin, à une distance déterminée de la chape orientable, à un autre point fixe adapté sur le raidisseur du châssis, en amont de cette chape, cette liaison rigide conçue pour servir en même temps de tirant et de poussard étant réglée pour amener ledit châssis dans un plan incliné dans le sens de l'avancement de l'opération de traitement avec la partie basse du châssis située en légère avance par rapport à la partie haute de ce dernier, supportant les moteurs de commande des vis sans fin. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le châssis de ce dispositif est adapté pour supporter, dans le prolongement de sa partie basse, un second châssis semblable mais dépourvu de moteurs de commande en rotation de ses vis sans fin, l'extrémité supérieure de l'arbre de chacune de ces dernières étant adaptée pour staccoupler à 1 'extrémi- té inférieure de l'arbre de la vis correspondante du premier châssis. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'extrémité inférieure de chacun des arbres de vis sans fin est conçue pour permettre l'accouplement d'un prolongement de vis sans fin, et de même l'extrémité inferieure du tube injecteur permet l'accouplement d'un prolongement, ces prolongements étant prévus de longueurs déterminées pour pouvoir suivre sensiblement la pente des bords inclinés plus résistants du sol à traiter, par exemple lors du traitement de solidification de la première tranche. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérise par le fait que le châssis de ce dispositif est adapté pour pouvoir lui accoupler sur l'un et/ou l'autre de ses côtés latéraux longitudinaux un châssis identique, pourvu de ses moteurs de commande en rotation des vis sans fin, lorsqu'il est possible de traiter à l'avancement une tranche de sol plus conséquente, en fonction de la nature de ce dernier. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que chaque moteur indépendant de commande en rotation d'une vis sans fin est adapté pour entraîner cette dernière dans son sens de forage, afin que les couches de sol traité soient malaxées en subissant un déplacement ascendant, les moteurs étant, de préférence, des moteurs électriques du type blindé étanche, commandés depuis la cabine de l'engin, lequel entraîne dans son sillage un câble électrique souple relié à une alimentation à distance. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que l'alimentation sous pression du prodùit réactif au(x) tube(s) injecteur(s) est commandée depuis la cabine de l'engin, lequel entraîne dans son sillage une conduite souple reliée à une pompe d'alimentation située à'distance. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait que les vis sans fin sont carénées en fonction de la viscosité des boues à traiter.