Brevet FR2557173A1 — publié le 19850628

APPAREIL ET PROCEDE POUR NIVELER DE LA BLOCAILLE AU FOND DE L'EAU L'invention est relative à un appareil et à un procédé pour niveler la surface supérieure de tas de blocaille formés par des fragments de roche ou semblables qui sont entassés au fond de l'eau. Dans les ports, de nombreuses installations extérieures telles que digues, jetées, murs de revêtement etc... sont des digues composites du type à caisson, constituées par fonçage d'un caisson de béton sur un tas de blocaille préalablement formé par entassement au fond de l'eau. En général, de telles digues composites du type à caisson sont construites par les phases de travail successives suivantes : (1) déverser au fond de l'eau de la blocaille amenée par chaland, (2) niveler la blocaille, (3) installer un caisson amené par chaland, (4a) remplir le caisson de sable, (4b) installer des blocs et (5) compléter le dessus du caisson. Le travail consistant à niveler la surface supérieure du susdit tas de blocaille (désigné ci-après par 1 en référence à la figure 1) a été effectué jusqu'ici manuellement par des plongeurs. Bien que la plupart des autres travaux de construction effectués dans les ports aient déjà été mécanisés, le susdit travail consistant à niveler de la blocaille continue à reposer sur le travail manuel de plongeurs. Mais l'efficacité de ce travail de nivelage par des plongeurs est extrêmement médiocre et il existe une demande croissante de mécanisation dans le contexte qui va être décrit ci-après. (1) La plupart des plongeurs sont d'un âge relativement avancé car le nombre des personnes qui désirent adopter le métier de plongeur est petit et révèle une tendance à l'insuffisance (3).Le nombre des gros chantiers maritimes qui exigent une exécution rapide va croissant (3), Les ports tendent à se développer vers le large, ce qui exige des travaux dans des eaux de plus en plus profondes. (4) Au point de vue du contrôle de la sécurité, il est nécessaire d'éviter à la main d'oeuvre des travaux pénibles à hauts risques. En raison des circonstances rappelées ci-dessus, il a déjà été proposé et essayé des procédés de travail mécanisés, lesquels n'ont toutefois pas encore été adoptés dans la pratique car ces procédés laissent à désirer, en ce qui concerne la précision du nivellement, le rendement, les dimensions des pierres et roches se prêtant au nivellement, et les frais. Habituellement, les roches concassées utilisées comme blocaille pèsent chacune entre 30 et 200 kg et mesurent de 30 à 60 cm et, lorsqu'on les déverse au fond de l'eau, elles forment des inégalités correspondant à +50 cm, voire davantage. Pour que les caissons puissent être installés de façon stable, il est exigé d'aplanir ces inégalités avec une très haute précision, par exemple de l'ordre de +5 cm. L'invention a donc pour objet de créer un appareil à niveler de la blocaille au fond de l'eau, qui puisse fonctionner avec efficacité et précision. L'invention a également pour but de créer un appareil à niveler de la blocaille au fond de l'eau, qui puisse être commandé à distance et qui soit automoteur. L'invention a encore pour but de mettre au point un procédé efficace pour niveler un tas de blocaille au fond de l'eau. Conformément à l'un des aspects de la présente invention, il est prévu un appareil à niveler de la rocaille au fond de l'eau, cet appareil comprenant : un châssis principal sur lequel sont montés plusieurs pieds télescopiques ; un premier châssis mobile monté sur le châssis principal de façon à pouvoir être déplacé selon la direction longitudinale du châssis principal ; un deuxième châssis mobile qui est monté sur le premier châssis mobile de façon à pouvoir être déplacé selon la direction latérale du châssis principal et sur lequel sont montés plusieurs pieds télescopiques ; des moyens pour déplacer le premier châssis mobile par rapport au châssis principal ; des moyens pour déplacer le deuxième châssis mobile par rapport au premier châssis mobile ; des moyens pour allonger et rétracter les pieds télescopiques du châssis principal et du deuxième châssis mobile ; un chariot monté sur le châssis principal de façon à pouvoir être déplacé selon la direction longitudinale de ce châssis principal ; des moyens pour déplacer ce chariot ; et un dispositif de ratissage monté sur le chariot de façon à faire saillie à la partie inférieure de celui-ci. Conformément à un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé pour niveler de la blocaille au fond de l'eau en utilisant un appareil à télécommande qui est capable de se déplacer de lui-même dans des directions longitudinale et latérale et qui comporte un dispositif de ratissage et un rouleau niveleur montés sur cet appareil, ce procédé comprenant les phases suivantes : (a) immerger ledit appareil jusque sur un tas de blocaille à niveler au fond de l'eau ; (b) ajuster l'appareil horizontalement à un niveau de référence ; (c) niveler le tas de blocaille en déplaçant le dispositif de ratissage horizontalement selon la direction longitudinale de l'appareil ; (d) déplacer le rouleau niveleur sur le tas de blocaille précédemment nivelé par le dispositif de ratissage, horizontalement selon la direction longitudinale de l'appareil ; (e) déplacer l'appareil d'avant en arrière et d'arrière en avant ou latéralement après achèvement du travail de nivelage de la zone assignée ; (f) répéter les susdites phases (c) et (d) sur une zone nouvellement assignée ; et (g) faire flotter l'appareil après achèvement de la totalité du nivellement du tas de blocaille. Les susdits caractéristiques, buts et avantages de l'invention ainsi que d1autres apparaîtront à la lecture du complément de description qui suit et qui se réfère aux dessins annexés. La figure 1 montre une digue ou môle en coupe tranversale schématique. La figure 2 montre, en plan, un appareil conforme à l'invention, pour niveler des tas de blocaille au fond de l'eau. La figure 3 montre, en élévation, l'appareil de la figure 2. La figure 4 montre, par une vue en bout, l'appareil de la figure 2. La figure 5 montre schématiquement, en plan, l'ossature de l'appareil de la figure 2. La figure 6 montre en élévation, avec parties coupées, l'ossature de la figure 5. La figure 7 montre, par une vue en bout avec parties coupées, l'ossature de la figure 5. La figure 7A montre, en coupe axiale verticale, l'un des pieds de l'ossature. La figure 8 montre, en plan, un ensemble porteur et niveleur. La figure 9 montre en élévation l'ensemble de la figure 8. La figure 10 montre, par une vue en bout, l'ensemble de la figure 8. La figure 11 montre, par une vue en élévation schématique, un ensemble à rouleau niveleur. Les figures 12, 13 et 14A à 14D sont des schémas servant à expliquer le mode opératoire du procédé conforme à l'invention. L'invention va être décrite en détail ci-après à l'aide du mode de réalisation illustré par les dessins. Si l'on se reporte tout d'abord à la figure 1, il y est montré en coupe transversale une digue après achèvement du travail. Sur cette figure 1, on a désigné par 1 un tas de blocaille, par 2 un caisson installé à la surface supérieure du tas de blocaille 1 après nivellement par 3 un enrochement qui recouvre les talus du tas de blocaille 1 ; et par 4 des blocs. La figure 2 est une vue en plan montrant la totalité d'un appareil A pour niveler des tas de blocaille déposés au fond de l'eau, cet appareil étant agencé conformément à l'invention ; la figure 3 est une vue en élévation de cet appareil et la figure 3 une vue en bout de celui-ci. sur les dessins, la référence 5 désigne un châssis principal à pieds faisant partie d'une ossature telle que représentée aux figures 5 à 7. Comme montré sur ces figures, le châssis principal à pieds 5 est rectangulaire, tel que vu en plan, et possède verticalement une construction à trois étages, avec un sous-châssis transversal supérieur 5a, un sous-châssis transversal intermédiaire 5b et un sous-châssis inférieur 5c. Ce châssis principal 5 comporte deux pieds 6, sur chacun de ses grands cotés, c'est-à-dire quatre pieds au total.Comme il ressort en particulier de la figure 7A, chaque pied 6 comprend un tube extérieur 7, fixé au châssis principal 5, un tube intérieur 8 monté télescopiquement dans le tube extérieur 7, un patin 9 attaché à l'extrémité inférieure du tube intérieur 8 et un vérin 10 pour faire coulisser le tube intérieur 8 par rapport au tube extérieur 7. Les membrures longitudinales du châssis principal 5 sont constituées chacune par un tube carré. On a désigné par 11 un châssis mobile à pieds qui est lui aussi rectangulaire en plan et qui, à ses quatre coins, est muni de pieds 6 ayant la même construction que ceux du châssis principal 5. Un châssis marchant 12 est engagé entre les sous-châssis transversaux supérieur 5a et intermédiaire 5b, de façon à pouvoir coulisser le long de ces deux sous-châssis. Le châssis marchant 12 et le châssis principal 5 sont reliés ensemble par des vérins 13. En outre, les traverses du châssis mobile 11 sont montées sur le châssis marchant 12 de façon à pouvoir coulisser selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis principal 5 ; le châssis mobile 11 et le châssis marchant 12 sont reliés ensemble par des vérins 14. Un chariot 15 est monté sur les sous-châssis intermédiaire 5b et inférieur 5c du châssis principal 5 de façon à pouvoir se déplacer sur toute la longueur de celui-ci. Aux parties avant et arrière du chariot 15 (selon le sens de déplacement de celui-ci), il est fixé l'une des extrémités de cordages 18 et 19 enroulés sur des treuils 16 et 17 qui sont prévus aux deux extrémités longitudinales du châssis principal 5. Le contact entre le chariot 15 et les sous-chassis 5b et 5c du châssis principal 5 se fait par l'intermédiaire de galets supérieurs et inférieurs 20 et de galets latéraux 21. Comme il ressort des figures 8 à 10, le chariot 15 est construit de façon telle que les galets 20 soient disposés au-dessus et au-dessous des éléments de châssis de droite et de gauche 22 selon la direction de déplacement du chariot 15 et les galets latéraux 21 sont disposés en dehors des éléments de châssis 22. En outre, des supports 24 et 25 sont disposés respectivement derrière les éléments de châssis avant et arrière 23 selon la direction de déplacement du chariot 15. Les supports avant 24 et arrière 25 sont équipés d'un dispositif de ratissage ou rateau 26 et d'un dispositif à rouleau de nivelage 27 respectivement. Les deux dispositifs 26 et 27 sont agencés de manière à pouvoir être relevés et abaissés à l'aide de systèmes de levage 30 et 31, constitués respectivement par un mécanisme à parallélogramme articulé 28 et par un vérin de levage 29. Les vérins 29 des systèmes de levage 30 et 31 sont reliés chacun, par leurs bases, au côté des supports par un cylindre amortisseur 32, comme montré à la figure 11. Une biellette 33 limite le débattement de la liaison entre le vérin de levage 29 et le cylindre amortisseur 32. Un flotteur 34 est monté sur chacune des parties avant et arrière du châssis principal 5. Les flotteurs 34 sont reliés chacun à un compresseur qui est monté sur un navire-atelier. Un mât 35 est attaché au sommet du châssis principal 5. Ce mât 35-, qui est érigé verticalement, sert de repère pour évaluer la position de l'appareil de nivellement A et la profondeur de l'eau. Une échelle de niveau ou de profondeur est attachée à l'extrémité supérieure du mât 35, au-dessus de la suface de l'eau. De plus, un inclinomètre (non montré) est fixé au châssis principal 5 pour permettre d'évaluer l'inclinaison de l'appareil de nivellement A. L'appareil A comporte en outre un système d'actionnement, tel qu'un système hydraulique, nécessaire pour assurer la télécommande à partir du navire-atelier, un système de contrôle et un système détecteur pour détecter chaque course de fonctionnement, etc... L'appareil A comporte de plus, sur le chariot 15, un instrument de surveillance topographique à ultrasons pour surveiller l'état d'irrégularité de la surface de la blocaille, avant et après le nivellement. Pour niveler de la blocaille, l'appareil conforme à l'invention fonctionne de la manière illustrée au figures 12, 13 et 14A à 14D. L'appareil A étant suspendu à la bigue 37 d'un ponton 36, de l'air est introduit dans les flotteurs 34 pour permettre à l'appareil de flotter lorsqu'il est abaissé par la bigue 37. Puis de l'eau est introduite dans les flotteurs 34 pour en chasser l'air, de sorte que l'appareil A s immerge à la vitesse de descente de la bigue 37 (voir la figure 12). A ce moment, l'ouvrier qui se trouve sur le quai observe le mât 35 pour mesurer la position à l'aide d'une lunette géodésiq;ue 38 ou d'un appareil analogue et corrige l'attitude d'atterrissage en utilisant une corde 39. L'appareil de nivellement A vient prendre appui sur le tas de blocaille par l'intermédiaire des quatre pieds 6 du châssis principal 5 et la longueur de ces pieds 6 est alors ajustée pour mettre ce châssis 5de niveau. Puis, l'échelle de niveau portée par l'extrémité supérieure du mât 35 est observée à la lunette 38 depuis le quai ou d'un endroit analogue pour mesurer le niveau de référence et, sur la base de cette mesure, un pupitre de commande placé sur le navire-atelier est actionné pour afficher la quantité de réglage du niveau. Après quoi, les pieds 6 reposant sur le tas de blocaille sont allongés ou contractés de façon à mettre le châssis principal 5 horizontalement à un niveau prédéterminé (voir la figure 13). Le travail de nivellement proprement dit est entrepris dès que le réglage du niveau du châssis principal 5 a été achevé. Pendant les opérations de nivellement, seuls les pieds 6 du châssis principal 5 touchent le tas de blocaille tandis que les pieds 6 du châssis mobile 11 sont maintenus relevés. Le travail de nivellement comprend les phases de travail successives suivantes, qui sont illustrées respectivement aux figures 14A à 14D. (1) Le dispositif de ratissage 26 est abaissé à son point mort bas et réglé à la hauteur de nivellement (figure 14A). (2) Le chariot 15 est tiré par le treuil avant 16 de façon telle que le dispositif de ratissage 26 nivelle la blocaille par poussée (figure 14B). A ce moment, le dispositif de ratissage 26 peut échapper en 8, sous l'action du cylindre amortisseur 32, si bien que le nivellement n'est pas effectué à partir de cet endroit. Pour compléter le nivellement, le dispositif de ratissage 26 est tiré en sens inverse par le treuil arrière 17, puis alternativement vers l'avant et vers l'arrière jusqu'à ce que le degré d'échappement du dispositif de ratissage 26 devienne nul (figure 14C). Lorsque la résistance au nivellement est si importante qu'il en résulterait une surchage pendant l'opération de nivellement par le dispositif de ratissage 26, on fait remonter le dispositif 26 de 20 à 30 cm afin de réduire la charge et le nivellement peut alors être effectué. (3) Lorsque l'opération de nivellement par le dispositif de ratissage 26 est terminée, on relève ce dispositif 26 en réserve, puis on abaisse le dispositif à rouleau 27 et un nivellement de finition est effectué en faisant aller et venir le chariot 15 (environ trois fois) de la même manière que pour l'opération de nivellement à l'aide du dispositif de ratissage 26 (figure 14D). Après achèvement de la susdite opération de nivellement, l'appareil A est déplacé transversalement par avancement de façon qu'il se produise un recouvrement suffisant avec la zone déjà nivelée. Pour l'avancement, (1) le dispositif de ratissage 26 et le dispositif à rouleau 27 sont relevés en réserve, puis le chariot 15 est amené au centre. (2) Le châssis mobile 11 à pieds est déplacé dans le sens voulu et ses pieds 6 sont abaissés jusqu'au conta t du tas de blocaille puis les pieds 6 du châssis principal 5 sont relevés et ce châssis 5 est déplacé dans le sens où le châssis mobile 11 a été précédemment déplacé ; les pieds 6 du châssis principal 5 sont alors abaissés jusqu'au tas de blocaille et, à partir de cette situation, les susdites opérations sont répétées jusqu'à ce que le déplacement ait atteint la distance fixée à l'avance. (3) Après achèvement de l'avancement, on règle le châssis principal 5 au niveau voulu, puis on répéte les opérations de nivellement et de déplacement transversal. Lorsque les opérations de nivellement sont terminées dans une zone prédéterminée, conformément au mode opératoire décrit ci-dessus, on introduit de l'air dans les flotteurs 34, puis on soulève l'appareil A à l'aide de la bigue jusqu'à ce qu'il flotte, puis on le remorque vers un autre lieu. Avec l'appareil de nivellement A conforme à l'invention, puisque le châssis principal 5 reposant par ses pieds 6 sur le tas de blocaille sert de base à l'opération de nivellement, cette opération peut se faire sans être influencée par les vagues. De plus, comme les pierres dépassant un certain niveau peuvent être roulées par le dispositif à rouleau 27 aussitôt après l'opération de nivellement par le dispositif de ratissage 26, l'opération de nivellement peut se faire avec une grande précision. De plus, il est possible d'aplanir rapidement les inégalités étant donné que le chariot 15 se déplace en étant guidé par le châssis principal 5 qui sert de base et que l'opération de nivellement est effectuée par le dispositif de ratissage 26 et le dispositif à rouleau 27 qui sont fixés à ce chariot 15. Enfin, l'opération de nivellement peut se faire efficacement sur une zone étendue étant donné que l'appareil de nivellement A peut se déplacer en totalité d'avant en arrière, d'arrière en avant, de gauche à droite et de droite à gauche. REVEND I CATIONS 1 - Appareil à niveler de la blocaille au fond de de l'eau, cet appareil (A) comprenant : un châssis principal (5) sur lequel sont montés plusieurs pieds télescopiques (6) ; un premier châssis mobile (12) monté sur le châssis principal (5) de façon à pouvoir être déplacé selon la direction longitudinale du châssis principal (5) ; un deuxième châssis mobile (11) qui est monté sur le premier châssis mobile (12) de façon à pouvoir être déplacé selon la direction latérale du châssis principal (5) et sur lequel sont montés plusieurs pieds télescopiques (6) ; des moyens (13) pour déplacer le premier châssis mobile (12) par rapport au châssis principal (5) ; des moyens (14) pour déplacer le deuxième châssis mobile (11) par rapport au premier châssis mobile (12) ; des moyens (10) pour allonger et rétracter les pieds télescopiques (6) du châssis principal (5) et du deuxième châssis mobile (11) ; un chariot (15) monté sur le châssis principal (5) de façon à pouvoir être déplacé selon la direction longitudinale de ce châssis principal (5) ; des moyens (16 -19) pour déplacer ce chariot (15) ; et un dispositif de ratissage (26) monté sur le chariot (15) de façon à faire saillie à la partie inférieure de celui-ci. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un rouleau niveleur (27) monté sur le chariot (15) de façon à pouvoir tourner sur lui-même. 3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de ratissage (26) et le rouleau niveleur (27) sont montés chacun sur le chariot (15) par l'intermédiaire de moyens de montage (30, 31) comprenant un parallélogramme articulé (28) et un moyen (29) pour relever et abaisser le dispositif de ratissage (26) ou le rouleau niveleur (27). 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen pour relever et abaisser le dispositif de ratissage (26) est un vérin et en ce que l'appareil (A) comprend en outre un cylindre amortisseur (32) pour monter le parallélogramme articulé (28) sur le chariot (15). 5 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (13, 14) cités en premier lieu et en deuxième lieu comprennent chacun au moins un vérin et en ce que les moyens (16 -19) cités en dernier lieu comprennent un premier treuil (16) monté sur la partie avant du châssis principal (5), un deuxième treuil (17) monté sur la partie arrière du châssis principal (5), des moyens pour faire tourner ces premier et deuxième treuils (16, 17) et des moyens (18, 19) pour relier fonctionnellement ces premier et deuxième treuils (16, 17) au chariot (15). 6 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le châssis principal (5) porte des moyens (34) permettant à volonté de faire flotter l'appareil (A) ou de l'immerger dans l'eau. 7. Procédé pour niveler de la blocaille au fond de 1'eau en utilisant un appareil selon l'ensemble des revendications 1, 2 et 6, ce procédé comprenant les phases suivantes : (a) immerger ledit appareil jusque sur un tas de blocaille à niveler au fond de l'eau ; (b) ajuster l'appareil horizontalement à un niveau de référence ; (c) niveler le tas de blocaille en déplacant le dispositif de ratissage horizontalement selon la direction longitudinale de l'appareil ;(d) déplacer le rouleau niveleur sur le tas de blocaille précédemment nivelé par le dispositif de ratissage, horizontalement selon la direction longitudinale de l'appareil ; (e) déplacer l'appareil d'avant en arrière et d'arrière en avant ou latéralement après achèvement du travail de nivellementde la zone assignée ; (f) répéter les susdites phases (c) et (d) sur une zone nouvellement assignée ; et (g) faire flotter l'appareil après achèvement de la totalité du nivellement du tas de blocaille.