Brevet FR2473583A1 — publié le 19810717

La présente invention concerne un appareil de curage destiné au dévasoge ou au désabloge des ports, des étangs, rivières ou fossés. Pour effectuer ces opérations, il est actuellement utilisé des engins généralement flottants ou montés sur véhicules à chenilles équipés soit de dispositifs de dragage, soit de dispositifs suceurs. Les premiers cités, constitués d'un ponton comportent une noria ou chaine sans fin équipée de godets dont la translation sur le fond à curer réalise l'extraction de la vase et/ou du sable et permet sa remontée en surface et son déversement latéral sur un chaland amarré en coupe de l'engin. En plus des moyens importants d'investissement et d'entretien que nécessitent ces dispositifs ceux-ci présentent l'inconvénient de ne pouvoir intervenir facilement en des lieux encombrés ou escarpés en raison de leur manque de maniabilité : de ce fait, leur utilisation est limitée au dragage du chenal des voies navigables ou des estuaires.La remontée des godets à la surface et le déversement d'une partie de leur contenu au cours de cette remontée provoque de plus la salissure du milieu aquatique. Pour remédier à ces inconvénients il est également utilisé des dispositifs suceurs montés à l'extrémité de bras oscillants, repliables ou rétractables permettant une meilleure accessibilité aux endroits à curer, avantage particulièrement apprécié dans le cas d'intervention dans les ports de plaisance, l'opération de curage pouvant ainsi s'effectuer même en présence des bateaux amarrés dans ces ports.Ce mode de curage présente cependant un inconvénient majeur, celui de nécessiter une dilution de la totalité de la masse de vase à extraire avant aspiration afin d'éviter toute obstruction soit au niveau du bec de suscion, soit en cours de tuyauteries : la quantité d'eau nécessaire à cette dilution diminue considérablement le rendement de l'opération. Pour remédier à ces différents inconvénients, l'inventeur a conçu un dispositif décrit dans la demande de brevet déposée en République Fédérale Allemande sous le nO P 25 02 425 3.Ce dispositif consiste en une fraise constituée d'un carter cylindrique entrainé en rotation autour d'un axe vertical d'un diamètre et d'une hauteur adaptés au débit à assurer, la paroi extérieure duquel carter comporte des pales dont l'inclinaison et la forme permettent de trancher la vase et de l'acheminer vers des ouvertures d'entrée disposées entre ces pales et débouchant sur une rampe hélicoïdale axiale fixe. La matière ainsi prélevée est acheminée en partie haute du dispositif par l'action combinée de la poussée de la motière continuant d'arriver en partie basse de l'appareil d'une part et d'autre part le frottement exercé par le carter en rotation.Un tel dispositif présente, entre autres, deux inconvénients risque de bourrage en partie haute de la rampe dans le cas où le travail de curage s'effectue à une profondeur importante et en présence d'une vase consistante ; risque d'enroulement de câbles métalliques autour du carter au cours de ses révolutions. L'appareil, suivant l'invention, permet de réaliser l'extrac tion mécanique de vase ou de sable en milieu aquatique sans risque de foisonnement ou de dilution et le transfert en l'état, hors de l'eau sans risque de bourrage de la matière prélevée, dans les organes de transfert et sans risque de détérioration des organes de prélèvement par des éléments parasitaires, tels que câbles ou objets métalliques ou fragments de roches contenus dans cette matière. L'appareil, objet de l'invention, se compose d'un dispositif d'extraction de la vase ou du sable opérant dans un plan hori zontal situé en partie basse de l'appareil en combinaison avec un dispositif de transfert vertical disposé co-axialement au premier, les deux dispositifs étant animés d'un sens de rotation inverse.Le dispositif d'extraction consiste en une succession d'auges ou de cuillères réparties circulairement à intervalles réguliers de façon à réaliser une sorte de tore circulaire ou roue à auges, chacune de ces auges comportant une lèvre tran chante prélevant le produit à curer, -la forme de l'auge ache minant celui-ci vers une ouverture débouchant tangentiellement sur une vis de transfert verticale du type vis d'Archimède, laquelle communique en sa partie supérieure par l'intermédioire d'une turbine avec un dispositif d'évacuation orientable permet tant le déversement de la vase ou du sable à l'air libre.Chaque fond d'auge comporte un aileron situé dans le plan médian hori zontal du dispositif d'extraction qui a pour but de fractionner le produit à prélever en amont de l'auge suivante ainsi que d'écarter tout objet parasitaire du champ d'opération de la dite auge. L'ensemble est porté par une colonne cylindrique comportant à sa base la boite de transmission de mouvement et en partie haute le moteur d'entrainement assoFti d'un accouplement de sécurité évitant toute rupture de l'un quelconque des composants en cas de bloc accidentel de l'appor-eil. La liaison entre le fut de la colonne et la boite de transmission de mouvement est assurée au moyen d'arceaux s'opposant au couple de renversement dû aux frottements des organes en rotation ; ces arceaux peuvent etre prévus creux et perforés afin de permettre une éventuelle injection d'eau pour obtenir une dilution du produit à prélever dans la zone d'intervention des lèvres tranchantes des auges. Les dessins annexés illustrent un mode de réalisation d'un appareil conforme à la présente invention. Ceux-ci représentent - en figure 1, une vue en élévation de l'appareil; - en figure 2, une vue de gauche coupe AA de l'appareil, - en figure 3, une vue de dessus du dispositif d'extraction, - en figure 4, une vue de dessus de la boite de transmission de mouvement. Tel que représenté, l'appareil se compose d'une colonne support fixe 1 , dont le fut cylindrique est foncé à sa partie supérieure 2 et comporte en sa partie inférieure des arceaux 3 permettant de relier une boite de transmission de mouvement 4 à la colonne support sans gener la rotation du dispositif d'extraction. Ces arceaux sont destinés à s'opposer au couple de renversement pouvant résulter de l'ensemble des frottements des mécanismes de rotation que comporte l'appareil: ces arceaux peuvent être de section creuse et comporter des perforations orientées de façon à permettre l'injection sous pression d'un flux d'eau en vue d'une dilution du produit à prélever dans la zone d'intervention du dispositif d'extraction. La boite de transformation de mouvement 4 en forme de coupelle est commandée par un arbre de transmission vertical 5 reliant la dite boite à un moteur d'entrainement hydraulique 6 situé à la partie supérieure de la colonne support 1. A cet effet, l'extrémité inférieure de l'arbre est cannelée de façon à engrener avec trois engrenages cylindriques 7 ou satellites engrenant avec une couronne dentée intérieure 8 sur laquelle est fixé le dispositif d'extraction. Celui-ci se compose, dans l'exemple illustré en figure 3, de trois auges 9 réparties circulairement à intervalles réguliers : la révolution de ces auges s'apparente à une tore circulaire, chacune d'elles comporte une lèvre tranchante 9a facilitant le prélèvement de la vase dans sa masse : le volume ainsi prélevé est acheminé grâce à la paroi de l'auge faisant office de déflecteur, vers une découpure débouchant tangentiellement sur la partie inférieure du dispositif de transfert vertical.Sur le fond de chaque auge et dans le plan médian horizontal du dispositif d'extraction, est soudé un aileron 10 dont l'action a pour but de fractionner le produit, vase ou sable en amont de l'auge suivante et d'écarter du champ d'intervention de celle-ci tout objet parasitaire pouvant se présenter : à cet effet l'extrémité arrière de chaque aileron évolue selon un rayon de giration supérieur à celui des lèvres tranchantes 9a des auges. L'ensemble des auges est surmonté d'un conduit cylindrique 17se logeant concentriquement à l'intérieur du fut de la colonne support 1, son centrage et son guidage en rotation étant assurés au moyen de bagues de frottement 12 réalisées en un matériau de bonne qualité frottante, réparties sur la hauteur du fut.Le dispositif de transfert vertical est constitué d'une vis transporteuse 13 du type vis d'Archimède montée sur l'arbre de transmission 5, la partie inférieure de laquelle vis est équipée d'un bec d'usure contre l'érosion. De par la constitution de la boite de transmission 4, la rotation de la vis transporteuse 13 est de sens inverse à la rotation des auges 9, facilitant la remontée du produit prélevé vers la partie supérieure de la colonne support. Une turbine d'extraction 14 disposée sur l'arbre de transmission 5 en aval de la vis transporteuse 13 refoule transversalement par rapport à celle-ci le produit extrait vers un dispositif d'évacuation orientable dans un plan parallèle au plan contenant l'axe de l'appareil. Ce dispositif se compose d'un cylindre 15 dans lequel est entrainé en rotation une vis de transfert 16 acheminant le produit pour son déversement à l'air libre. La liaison du cylindre 15 avec le fut de la colonne support 1 s'effectue à l'aide d'un joint tournant permettant un positionnement tout azimuth du dispositif d'évacuation en raison de la possibilité de rotation complète des organes les uns par rapport aux autres. Ce joint tournant consiste dans une bride circulaire 17 située en partie haute du fut de la colonne 1 dans un plan parallèle à celui contenant l'axe de la vis de transfert vertical 13, laquelle bride s'inscrit dans son épaisseur dans une fourrure enveloppante 18 soudée sur le cylindre 15. Le changement de direction du produit au cours de son transfert peut être facilité, selon un procédé connu, par l'interposition de moyens déflecteurs.Sur la partie supérieure de l'arbre de transmission vertical 5 entre le palier de sortie 19 situé sur le fond supérieur du fut de la colonne support 1 et le moteur d'entrainement hydraulique 6 est placé un dispositif de sécurité 20 permettant d'éviter toute rupture d'organes mécaniques en cas de blocage accidentel de 1 appareil par introduction d'un objet parasite, tel que câble métallique par exemple. L'invention ne se limite aucunement au mode de réalisation de ses différentes parties spécialement indiquées, mais elle embrasse toutes les variantes possibles à condition que celles-ci ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications annexées à la présente description. L'appareil, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où des opérations de curage de vase ou de sable doivent être effectuées en particulier dans les installations portuaires, les rivières, lacs, étangs ou fossés. - REVENDICATIONS 1.- Appareil permettant de réaliser l'extraction mécanique de vase ou de sable en milieu aquatique sans risque de foisonnement ou de dilution et le transfert en l'état du dit produit hors de l'eau sans risque de bourrage dans les organes de prélèvement et de transfert, ou de détérioration des dits organes par des éléments parasitaires pouvant être contenus dans la vase ou le sable, caractérisé en ce qu'il est constitué, portés par une colonne support, d'un dispositif d'extraction opérant dans un plan horizontal situé en partie basse de l'appareil, associé à un dispositif de transfert vertical disposé co-axialement au dispositif d'extraction, les dits dispositifs étant animés d'un mouvement de rotation de sens inverse, lequel dispositif de transfert vertical débite en partie haute par l'intermédiaire d'une turbine dans un dispositif d'évacuation, orientable, pour un déversement de la vase ou du sable à l'air libre en toute hauteur. 2.- Appareil selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif d'extraction, le dispositif de transfert vertical et la turbine reliant le dispositif de transfert vertical au dispositif d'évacuation sont entrainés par un arbre de transmission vertical commun reliant un moteur d'entrainement hydraulique placé en tête de la colonne support à une boite de transmission de mouvement située en partie basse de la dite colonne, laquelle boite assure aux dispositifs d'extraction et de transfert vertical des sens de rotation inverses. 3.- Appareil selon les revendications 7 et 2, caractérisé en ce que la boite de transmission de mouvement est reliée au fut de la colonne support au moyen d'arceaux s'opposant au couple de renversement dû aux frottements des organes en rotation, tout en permettant la révolution du dispositif d'extraction, lesquels arceaux peuvent être de section creuse et comporter des perforations afin de permettre une injection d'eau sous pression localisée pour obtenir une dilution du produit à prélever dans la zone d'intervention du dispositif d'extraction. 4.- Appareil selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif d'extraction est constitué d'une succession d'auges ou de cuillers réparties circulairement à intervalles réguliers sur une couronne à denture intérieure de la boite de transmission de mouvement, entrainée au moyen de pignons satellites par l'extrémité cannelée de l'arbre de transmission, lesquelles auges dans leur révolution dans un plan horizontal réalisent une sorte de tore circulaire ou de roue à auges, chacune d'elles comportant une lèvre tranchante prélevant le produit à curer et un fond formant déflecteur acheminant le dit produit vers une découpure débouchant tangentiellement sur le dispositif de transfert vertical à travers un cylindre cen tral sur lequel se raccordent les auges, lequel cylindre central se loge concentriquement dans le fut de la colonne support son centrage et son guidage étant assurés au moyen de bagues de frottement. 5.- Appareil selon les revendications 1, 2 et 4, prises ensemble, caractérisé en ce que le fond de chaque auge comporte un aileron extérieur situé dans le plan médian horizontal du dispositif d'extraction, l'extrémité arrière du dit aileron évoluant selon un rayon de giration supérieur à celui des lèvres tranchantes des auges, lequel aileron a pour but de fractionner la vase ou le sable en amont de l'auge suivante et d'écarter du champ d'action de celle-ci tout objet parasitaire. 6.- Appareil selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de transfert vertical constitué d'une vis d'Archimède fixée sur l'arbre de transmission tourne à l'intérieur du cylindre central du dispositif d'extraction selon un sens de rotation inverse à celui-ci et débite dans une turbine à palettes située en aval et refoulant le produit extrait vers le dispositif d'évacuation orientable pour un déversement à l'air libre. 7.- Appareil selon les revendications 1, 2 et 6 prises ensemble, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation à l'air libre est constitué d'une vis transporteuse logée dans un cylindre, la liaison duquel cylindre avec le fut de la colonne support s'effectue à l'aide d'un joint tournant permettant un positionnement tout azimuth du dispositif d'évacuation, lequel joint tournant consiste dans une bride circulaire fixe située en partie haute du fut de la colonne support dans un plan parallèle à celui contenant l'axe de la vis de transfert vertical, laquelle bride s'inscrit dans son épaisseur dans une fourrure enveloppante solidaire du cylindre constituant le dispositif d'évacuation.