Brevet FR2456890A1 — publié le 19801212

La présente invention concerne un dispositif d'obturation d'un orifice percé dans une paroi métallique, plus particulièrement destiné, à titre d'exemple, aux canalisations d'amenée d'eau pour une installation de production d'énergie hydro-électrique. De telles canalisations, ou conduites forcées, sont générale- ment constituées par une conduite métallique mise en place dans une galerie forée dans le rocher. Pour solidariser la conduite avec la paroi rocheuse de la galerie, on injecte du béton dans ltespace libre irrégulier situé entre la paroi extérieure de la conduite et la paroi intérieure de la galerie. La pose d'une conduite forcée comporte donc, après forage de la galerie, une phase de réalisation de la conduite proprement dite par soudage bout-à-bout de ses divers éléments. La phase suivante, qui met en jeu des équipes et des matériels différents, consiste à élaborer le béton de remplissage et à l'injecter, depuis l'intérieur de la conduite, par des orifices préalablement ménagés dans les éléments assemblés. I1 est évidemment nécessaire ensuite de reboucher ces trous de façon étanche, en raison des importantes différences de pression qui peuvent s'établir de part et d'autre des parois de la conduite, aussi bien du fait de la charge hydrostatique interne, que de la charge externe due aux eaux d'infiltration. Dans ltétat actuel de la technique, au droit de chaque orifice de la conduite, la paroi est renforcée par une contre-plaque soudée extérieurement à la paroi, et elle-mtme pourvue d'un orifice taraudé par lequel on fait passer la lance d'injection du béton. Pour reboucher, on met en place un bouchon en forme de vis dont la tige est engagée dans ltorifice fileté de la contre-plaque, et dont la tête à contour circulaire vient s'ajuster dans ltorifice également circulaire de la paroi.On procède ensuite à une soudure circonférentielle de la tette et du bord de l'orifice ~ cette soudure assure à la fois ltimmobilisation du bouchon dans son logement et ltétanchéité entre les deux faces de la paroi. La hauteur de 1n tette du bouchon étant choisie égale à l'épaisseur de la paroi, la continuité de la paroi interne de la conduite est donc rétablie après meulage des cordons de soudure. Cette faucon de faire présente de nombreux inconvénients pour la bonne organisation du chantier, ce qui entraine une augmentation des délais et des coûts du montage de la conduite. On notera tout d'abord que la tête du bouchon doit entre ronde pour pouvoir pénétrer en mur- nant dans ltorifice de la paroi en ne maintenant qu'un jeu minimum et régulier pouvant être comblé par la soudure d'étanchéité. Le serrage des bouchons exige donc des outils spéciaux de manoeuvre engagés dans des orifices formés dans la tête des bouchons, orifices qui risquent aussi d'affaiblir le bouchon. En outre il est nécessaire, après injection du béton, de faire revenir dans la conduite une équipe et du matériel de soudage qui en avaient été retirés pour faire place à l'équipe et au matériel de bétonnage et d'injection. La présente invention permet ltobturation des orifices dtin- jection de béton sans avoir besoin de procéder à des soudures, et en utilisant des outils tout à fait usuels. L'invention d'applique donc à un dispositif d'obturation étanche et sans saillie interne d'un orifice percé dans une paroi métallique, en utilisant un bouchon vissé dans un orifice taraudé dans une contre-plaque renfort soudée de façon étanche extérieure- ment à la paroi, et avec interposition d'un joint d'étanchéité entre la tête du bouchon et la contre-plaque, la hauteur de la tête du bouchon étant au plus égale à l'épaisseur de la paroi. Selon l'invention les dimensions relatives de la tête du bouchon et de ltorifice de la paroi sont déterminées pour réserver un jeu annulaire radial autour de la tête du bouchon, cet espace étant rempli par un produit plastique polymérisant, et le dispositif comporte des moyens pour empêcher la rotation de la t8te du bouchon. Selon une forme préférentielle de réalisation de l'inven- tion, le contour de la tête du bouchon ntest pas circulaire autour de l'axe du bouchon, et ltorifice taraudé de la contre-plaque est excentré par rapport à ltorifice de la paroi, de telle sorte que le produit plastique polymérisé bloque le bouchon en rotation. L'invention sera mieux comprise en se référant à des modes de réalisation donnés à titres d'exemples et représentés par les dessins annexés. La figure 1 est une we en coupe diamétrale d'une portion de conduite au droit dtun orifice d'injection, et avant rebouchage. La figure 2 est une we analogue après rebouchage selon l'in- vent ion. La figure 3 est une we selon III-III de la figure 2. La figure 4 est une we homologue de la figure 3 dans le cas d'une variante de réalisation. En se référant tout d'abord à l'ensemble des figures 1, 2 et 3, on voit que la paroi 1 d'une conduite forcée est percée d'un orifice 2 à section circulaire. Pour compenser la diminution de résistance qui en résulte la paroi est renforcée extérieurement par une contre-plaque 3, ici de forme carrée, et soudée à la paroi 1 sur tout son pourtour par une soudure continue étanche 4. La soudure 4 est réalisée en atelier ou sur le chantier de préparation des éléments de la conduite, c'est à dire sans difficulté pour réaliser et contrer sa résistance et son étanchéité. La plaque 3 est elle-même percée d'un orifice taraudé 6 dont l'axe 7 est légèrement décalé-par rapport à l'axe 8 de l'orifice 2. Le lamage 9 est coaxial à l'orifice 6. L'obturation est réalisée par mise en place d'un bouchon 10 en forme de vis à tête hexagonale de dimensions tout à fait normales. La tête du bouchon 10 comporte une gorge périphérique 12 à section sensiblement trapézoïdale et une gorge annulaire 13 sur la face inférieure de la t8te. On voit que pour mettre en place et serrer énergiquement le bouchon 10 dans ltorifice 6 on peut utiliser une clé tubulaire à six pans tout à fait usuelle, le jeu important entre la tête du bouchon 10 et les parois de ltorifice 2 pouvant sans difficulté être choisi pour permettre le libre passage de la douille de la clé. Un joint torique 15 disposé dans la gorge 13, est écrasé lorsque la fflte du bouchon vient en appui sur le lamage 9, et assure ltétanchéité radiale. Après mise en place et blocage par serrage du bouchon 10, tout ltespace annulaire à section variable compris entre la tête du bouchon et les parois de ltorifice 2 est rempli d'un produit plastique polymérisant 17 qui acquiert sa dureté après un certain temps et assure la continuité de la paroi interne de la conduite. Si la hauteur de la tête du bouchon était inférieure à l'épaisseur de la paroi de la con- duite, on remplirait aussi le creux au moyen du meme produit. On voit que dès lors le bouchon 10 est immobilisé en rotation au cas où sous des effets thermiques, vibratoires ou de fluage, son serrage dans son logement viendrait à faiblir.En effet par la forme polygonale de sa tête, le bouchon 10 ne peut pas tourner sans entrainer la masse com- pacte 17, et la rotation de cette masse est rendue impossible par ltexcentration entre les axes 7 et 8. La masse plastique durcie 17 ne joue ici aucun ralle d'étan chéité, celle-ci étant assurée par le joint 15 ; son r81e est seulement de bloquer le bouchon en rotation et d'assurer la continuité de la paroi interne de la conduite. Iln'Yaura donc aucun inconvénient à ce que après durcissement il risque d'apparattre un très léger jeu au contact du bouchon ou des parois de l'orifice 2. I1 est par contre important que ce jeu éventuel ne facilite pas la disparition de cette masse de blocage, dans le cas par exemple où le bouchon disposé à la partie supérieure de la conduite pourrait risquer de tember par simple gravité.L'anneau de matière durcie qui remplit la gorge 12 annule ce risque. Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation qui vient d'8tre décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également les réalisations qui n'en diffèreraient que par des détails, par des variantes' d'exécution ou par l'utilisation de moyens équivalents. La solution décrite apparait comme la plus facile et la plus économique à réaliser, mais lton pourrait aussi, par exemple, assurer ltimmobilisation en rotation autrement que par ltexcentra- tion des orifices 2 et 6, et même par des moyens usuels mécaniques du genre général "frein d'écrou". La figure 4 montre une solution équivalente dans laquelle les orifices 2 et 6 sont coaxiaux, mais où ltorifice 22 est ici à contour polygonal. L'immobilisation en rotation du bouchon est alors également assurée par la masse durcie 17 qui ne peut pas tourner dans ltorifice 22. Une solution encore équivalente pourrait consister à remplacer les contours réguliers, circulaires ou polygonaux de la t8te de bouchon 10 et de ltorifice 2 par des contours circulaires complé tés par des ergots jouant le même rôle d'empêcher la rotation de la tête du bouchon dans la masse 17, ou de la masse dans les orifices 2 ou 22. La gorge 12 de maintien de la masse 17 pourrait aussi être remplacée par une gorge formée sur la paroi de ltorifice 2, ou même par de simples dentelures formées sur cette paroi ou sur le contour de la tette du bouchon. Enfin l'invention ntest pas limitée au cas de conduites, mais peut s'appliquer dans les mêmes conditions à des chambres à parois planes, ou à des réservoirs enterrés et qui auraient nécessité l'injection d'un matériau de remplissage entre leurs parois exté- rieures et les parois intérieures de la cavité dans laquelle ils sont logés, ce matériau de remplissage pouvant être, corme dFailleurs pour tous les exemples déjà cités, aussi bien du béton que du mortier ou tout autre matériau injectable. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'obturation étanche et sans saillie interne d'un orifice percé dans une paroi métallique, en utilisant un bouchon vissé dans un orifice taraudé dans une contre-plaque renfort soudée de faucon étanche extérieurement à la paroi et avec interposition d'un joint d'étanchéité entre la tête du bouchon et la contre-plaque, la hauteur de la tête du bouchon étant au plus égale à ltépaisseur de la paroi, caractérisé par le fait que les dimensions relatives de la tête du bouchon et de ltorifice de la paroi sont déterminées pour réserver un jeu annulaire radial autour de la t8te du bouchon, cet espace étant rempli par un produit plastique polymérisant, et par le fait qu'il comporte les moyens pour empêcher la rotation de la tête du bouchon. 2.- Dispositif d'obturation selon revendication 1, caractérisé par le fait que le contour de la tête du bouchon n'est pas circulaire autour de l'axe du bouchon, et que ltorifice taraudé de la contre-plaque est excentré par rapport à ltorifice de la paroi, de telle sorte que le produit plastique polymérisé bloque le bouchon en rotation. 3.- Dispositif d'obturation selon revendication 1, caractérisé par le fait que le contour de la t8te du bouchon et le contour interne de ltorifice de la plaque autour de l'axe du bouchon et de l'axe de ltorifice ne sont pas circulaires, de telle sorte que le produit plastique polymérisé bloque le bouchon en rotation. 4.- Dispositif d'obturation selon l'une quelconque des reven dications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une gorge sur l'une ou l'autre des surfaces latérales, extérieure de la tête de bouchon ou intérieure de ltorifice de la plaque.