Brevet FR2584435A1 — publié le 19870109

La présente invention se rapporte à un engin de terrassement destiné notamment aux fouilles d'in- tervention de petites dimensions. Comme il est connu, les terrassements de petites dimensions en sites encombrés ou difficilement accessibles comme par exemple dans les centres urbains denses, posent de nombreux problèmes. Les travaux s'effectuent de manière générale, soit manuellement, soit mécaniquement. Traditionnellement, ces travaux, qui sont délicats, sont exécutés à la main avec des pelles et des pioches. En effet, ces travaux demandent beaucoup d'attention en raison du fait de la proximité de constructions et de mobilier urbain, de l'encombrement dû à la circulation, du stationnement des véhicules sur la chaussée et les trottoirs, de la présence constante des usagers sur la voierie et de l'existence dans le sous-sol environnant de très nombreuses canalisations en service. Ces travaux nécessitent l'utilisation d'un compresseur équipé d'outils pneumatiques (bruyants et peu performants) pour découper les revètements existants et démolir les fondations des chaussées, des trottoirs ou des maçonneries existantes dans le soussol. D'autre part, il est également nécessaire de disposer d'un camion pour charger et évacuer les déblais et pour approvisionner le chantier en matériaux neufs pour le remblayage par exemple des fouilles, une dame vibrante ou une pilonneuse pour compacter les remblais dans celles-ci et enfin une camionnette pour transporter le personnel et son matériel d'intervention tel que les pelles, etc.. Ces travaux manuels sont considérés comme étant pénibles et salissants et il devient de plus en plus difficile de recruter du personnel pour effectuer ces travaux. D'autre part, le rendement du travail manuel est très faible, d un coût de plus en plus prohibitif et il devient presque impossible de réaliser ces travaux d'entretien, de renouvellement ou d'extension pourtant indispensables dans certains cas. Des essais de mécanisation de ces travaux ont été tentés mais, en général, les résultats n'ont pas été très probants, car les moyens couramment utilisés tels que les trancheuses, les pelles mécaniques, les pelles hydrauliques, etc.. sont trop encombrants, d un coût d'immobilisation trop élevé et ils nécessitent souvent des moyens auxiliaires de déplacement comme par exemple, des "porte-chars", etc... I1 est également à noter que les déblais avant d être évacués, sont placés par exemple, sur les bords des fouilles en cours, ce qui entraine une dégradation de l'environnement, notamment en cas de pluie ou de vent. Des essais de terrassement " par aspiration" ont été tentés depuis plusieurs années. En particulier, ce type d'aspiration a fait l'objet d'applications aux Etats-Unis et en Europe. On peut citer å titre d'exemple aux Etats Unis, une realisation de trous d'accès aux joints de conduites de gaz pour leur traitement par 1 extérieur par le procédé "Key Hole Phil Lastic". Ce procédé a également été utilisé par la Société Allemande G.E.W. pour certains travaux d'exploitation. D'autre part, Electricité de France - Gaz de France et le CDM de Valenciennes en collaboration avec l'institut Universitaire de Technologie de Valenciennes ont engagé des études pour mettre au point un engin de terrassement par aspiration et à la fin de l'année 1976, le CDM de Valenciennes disposait de deux engins - un engin expérimental de fabrication belge a partir de la conception américaine liée à l'appl4ca- tion du procédé "Key Hole"; et - un engin expérimental de conception locale Destiné à une équipe de construction de branchements de gaz. A la suite de ces expérimentations, un certain nombre d'engins ont été construits tant pour Electricité de France-Gaz de France, que pour des entreprises de travaux publics. On peut citer à titre d'exemple - des engins de type SIVAL Société d'Innovation Valenciennoise; et - des engins du type MANUTAIR Société Coopérative Ouvrière de Production : MANUTAIR ASPIRATION. Les matériels existant actuellement présentent plusieurs inconvénients. En effet, les 'engins connus présentent un encombrement très important, le châssis de ces engins ayant un empattement par exemple de 4 m et un encombrement au sol de 2,5 m x 8 m. Leur poids en charge est également trop important, 13 tonnes pour l'un, et 17 tonnes pour l'autre. Le coût de fabrication unitaire de ces engins est également trop élevé entrainant une charge d'amortissement et d'entretien incompatible avec les rendements escomptés. Les possibilités de stockage des matériaux sont également limitées et il est nécessaire d'interrompre les travaux pour aller décharger la cuve dans laquelle sont stockés les déblais dés que celle-ci est pleine, ce qui entraine une autonomie réduite des engins. D autre part, il est également impossible de réutiliser les déblais, ce qui augmente d'autant le coût global de l'opération. L'outillage accessoire pouvant etre utilisé avec ce type de matériel est également insuffisant. En effet. le seul processus actuellement utilisé pour désagréger et émietter les terres avant aspiration reste rudimentaire et peu fiable. On peut citer à titre d'exemple, la barre à mine creuse alimentée en air comprimé. I1 est également nécessaire de disposer d'un compresseur équipé de marteaux pneumatiques pour découper les revetements existants et démolir les fondations des chaussées et des trottoirs, un camion pour charger et évacuer les matériaux de démolition qui ne peuvent pas etre absorbés par un tube d'aspirateur, et pour approvisionner les matériaux nécessaires au remblayage par exemple des fouilles, Le but de l'invention est donc de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus, en proposant un ensemble d'aspiration et de terrassement qui soit moins encombrant et moins lourd que les engins connus, qui ne soit pas tributaire d'une capacité fixe de stockage et qui soit doté d'outils accessoires efficaces, puissants et performants, permettant simultanément d'émietter les matériaux à extraire, d'aspirer les matériaux émiettés et de terrasser rapidement. A cet effet, l'invention a pour objet un engin de terrassement destiné notamment aux fouilles d'intervention de petites dimensions comportant un châssis-cabine, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison, un bras hydraulique articulé à l'extrémité duquel est monté un outil de terrassement, des moyens d'aspiration de déblais coopérant avec ledit outil de terrassement, de façon à aspirer les déblais de ladite fouille et des moyens de stockage desdits déblais. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 représente une vue générale d'un engin de terrassement selon l'invention; - la Fig.2 illustre le fonctionnement de moyens d'aspiration entrant dans la constitution d'un engin selon l'invention; - la Fig.3 représente des moyens de stockage et une partie des moyens d'aspiration entrant dans la constitution d'un engin selon l'invention; - la Fig.4 est une vue en perspective d'un conteneur souple dans lequel peuvent être stockés les déblais; et - la Fig.5 montre le conteneur représenté sur la Fig.4, en position repliée. Ainsi qu'il est représenté sur la Fig.1, un engin de terrassement selon l'invention comporte un châssis-cabine 1 à l'arrière duquel est disposé un bras hydraulique articulé 2 à l'extrémité duquel est monté un outil de terrassement 3, tel que par exemple une mini-trancheuse. Il est à noter que cet outil de terrassement peut être constitué par un godet rétro, une benne preneuse, un brise-roche hydraulique, une tarrière ou tout autre outil de terrassement connu en soi. Le chåssis-cabine 1 est également pourvu de manière connue en soi de vérins stabilisateurs 4 disposés de part et d autre de celui-ci. Sur le chassis-cabine sont également montés une turbine centrifuge et ses moyens d'entraînement désignés de façon générale par la référence 5, cette turbine étant reliée par un conduit 6 à un dispositif à filtre à poussière 7. lui-meme relié par un conduit 8 à une cuve cyclonique et à une cuve de stockage désignée de façon générale par la référence 9. Un conduit d'aspiration 10 est fixé sur le bras hydraulique 2 et comporte une extrémité reliée à ladite cuve cyclonique et une autre extrémité disposée à proximité de l'outil de terrassement. D'autre part, ce bras hydraulique 2 peut également etre muni d'un crochet 11 disposé à l'extrémité de celui-ci et dont la fonction sera décrite plus en détail par la suite. Comme on peut le voir plus clairement sur la Fig.2, les déblais 12 provenant par exemple d'une fouille que l'on est en train d'effectuer, sont aspirés par le conduit d'aspiration 10 fixé sur le bras 2 comme il a déjà été mentionné, et dont une extrémité débouche dans une cuve cyclonique 13 sous laquelle est placé une cuve de stockage 14 par exemple de section carrée, dans laquelle est disposé un conteneur souple 15 où sont reçus les déblais provenant de ladite fouille. Cette cuve de stockage 14 est munie dans sa partie inférieure par exemple d'un robinet 16 de vidange de l'eau contenue dans la cuve de stockage. Dans sa partie supérieure, la cuve cyclonique 13 comporte un filtre à poussière 17 entourant une ouverture 18, ménagée dans ladite cuve, à travers laquelle debouche le conduit d'admission 8 relié au dispositif à filtre à poussière 7, Ce dispositif à filtre a poussière 7 est relié par un conduit 6 à une turbine centrifuge 19 assurant l'aspiration, cette turbine étant entrainée par exemple par un moteur thermique 20. Les déblais 12 sont donc aspirés dans la cuve cyclonique qui permet de ralentir la vitesse de ces déblais et leur dépôt dans le conteneur souple 15 qui sera décrit plus en détail par la suite, disposé dans la cuve de stockage 14. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig.3,la cuve cyclonique 13 est articulée par rapport à la cuve de stockage 14 et au conteneur souple 15. En effet, des articulations dont une seule 21 est représentée, permettent de faire basculer cette cuve cyclonique vers la position représentée en traits mixtes sur cette figure, de manière à libérer une ouverture ménagée dans la partie supérieure de la cuve de stockage 14 pour permettre le dégagement du conteneur souple 15 par exemple lorsqu'il est plein. Un joint d'étanchéité 22 est disposé entre la cuve cyclonique 13 et la cuve de stockage 14.Le conteneur souple 15 est maintenu en position dans la cuve de stockage 14 par l'intermédiaire par exemple de bandes à boucles et crochets du type VELCRO 23 qui sont fixées sur la partie supérieure respectivement du conteneur et de la cuve de stockage, Il est à remarquer que la cuve de stockage 14 peut présenter un fond incliné 14a, et une paroi 14b de support du conteneur, cette paroi comportant des perçages, de façon à faciliter l'évacuation de l'eau. D'autre part, la partie inférieure de la cuve cyclonique 13 se présente sous la forme d'un entonnoir 13a débouchant dans ledit conteneur. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig.4,le conteneur 15 présente par exemple une section carrée de façon à permettre son introduction dans ladite cuve de stockage. Ce conteneur 15 comporte donc une bande d'accrochage 23a fixée dans la partie supérieure de celui-ci de façon, comme on l'a vu, à permettre la fixation de ce conteneur à l'intérieur de la cuve de stockage. D'autres modes de fixation peuvent être en visagés. D'autre part, ce conteneur peut également comporter des bandes 24 de balisage fluorescent permettant de signaler par exemple un chantier. Ces bandes sont disposées régulièrement par exemple sur certaines arêtes dudit conteneur. Le conteneur présente un fond 25 fixé de manière amovible sur le reste du conteneur.Ce fond peut être détaché du reste du conteneur à l'aide d'une corde d'ouverture 26 agissant sur des attaches amovibles 27 pour permettre le déchargement des conteneurs par exemple lorsqu'ils sont pleins. Le conteneur est également muni de sangles de levage 28 régulièrement espacées sur la périphérie de celui-ci, ces sangles de levage pouvant être engagées dans le crochet 11 du bras hydraulique 2 de fa çon à permettre un enlèvement du conteneur de la cuve de stockage par le bras hydraulique de l'engin de terrassement. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig.5, ce conteneur souple présente à vide et replié, un encombrement extrêmement réduit. Cet engin comporte donc en combinaison sur un meme châssis-cabine, de petit gabarit et d'assez faible tonnage, un bras hydraulique articulé à l'ex trémité duquel est monté un outil de terrassement, des moyens d'aspiration qui collectent les déblais de ladite fouille et permettent d'obtenir des chantiers d'une propreté irréprochable avec la possibilité de stocker les déblais dans des conteneurs souples, amovibles, faciles à manoeuvrer et à transporter et qui peuvent également servir au balisage des chan tiers. Le châssis-cabine 1 peut être constitué par un modèle courant à empattement court d'un poids total en charge par exemple d'environ 6 tonnes, doté d'un moteur puissant ayant un couple élevé à bas régime et disponible sur une large plage d'utilisation permettant éventuellement d'entrainer une pompe hydraulique destinée par exemple à alimenter le bras hydraulique 2. Le dispositif d'aspiration doit permettre d'assurer une dépression supérieure à 350 mbar, et un débit d'aspiration d'environ 2000 Nm3 par heures. Ce module d'aspiration doit être d'une technologie simple d'entretien minimum voir nul, d'encombrement réduit, insensible aux poussières et exempt de vibrations afin de limiter les problèmes d'insonorisation.Ainsi par exemple, ce module pourra comporter un surpresseur centrifuge dont le moteur d'entrainement peut être constitué par un moteur thermique autonome puissant et disposant d un couple élevé à bas régime de façon à assurer l'entraînement du surpresseur et éventuellement une pompe hydraulique destinée par exemple à alimenter le bras hydraulique et les outils de terrassement associés. Les dispositifs à filtre à poussière 7 et 17 sont destinés à protéger l'organe d'aspiration. La cuve cyclonique 13 a pour fonction de réduire la vitesse des particules en suspension dans l'air. Elle peut par exemple être cylindrique, d'un diamètre de 1,25 m et comporter dans sa partie inférieure un entonnoir 13a de section carrée, par exemple de 0,90 x 0,90 m, permettant ainsi de faire la jonction entre ladite cuve cyclonique et l'intérieur du conteneur souple 15 dont la section peut présenter des dimensions de 0,93 x 0,93 m. Ainsi qu'on l'a vu cette cuve est amovible et est munie de charnières à axe déporté sur l'un de ses côtés de façon à pouvoir être dégagée totalement par basculement de l'ouverture de la cuve de stockage. Elle est également munie d'un joint périphérique assurant l'étanchéité entre la cuve de stockage et la cuve cyclonique. Cette cuve est également pourvue de deux tubulures à raccord rapide permettant le raccordement au conduit 8 vers la turbine centrifuge et au conduit d'aspiration 10 vers l'outil de terrassement. La cuve de stockage 14 est destinée à recevoir un conteneur souple. Elle peut présenter une section carrée de dimension 0,95 x 0,95 m. Le fond de cette cuve peut par exemple être incliné en direction d'un robinet de vidange 16 permettant la vidange de l'eau. Ainsi qu'on l'a déjà vu, elle est munie dans sa partie supérieure d'une bande par exemple du type VEL CR0 sur laquelle vient se fixer une bande correspondante d'un conteneur souple. Ces conteneurs souples sont fabriqués en matériau synthétique très résistant permettant de retenir la terre mais laissant filtrer l'eau. Ils peuvent présenter des dimensions par exemple de 0,93 x 0,93 x 0,93 m et donc avoir une capacité de 800 litres. Leur manipulation est assurée grâce aux sangles de levage 28 et au crochet 11 du bras hydraulique. Le dechargement de ces conteneurs est réalisé par le fond de ceux-ci en tirant sur la corde d'ouverture 26. Du fait de leur conception en matériau synthétique très résistant dont la charge de rupture peut être de l'ordre de 7500 kg par exemple, ces conteneurs peuvent être réutilisés de très nombreuses fois. Ainsi qu'on l'a déjà mentionné, les conte neurs peuvent être munis de bandes fluorescentes sur certaines de leurs aretes de façon à permettre une signalisation des travaux en cours. Les différents conduits 6,8 et 10 peuvent présenter un diamètre optimal de 120 mm. Les raccords rapides permettant de relier lesdits conduits aux différents organes peuvent être constitués par des raccordements par emboitement et verrouillage par 1/8 de tour, assurant une bonne étanchéité par compression d'un joint en caoutchouc. REVENDICATIONS 1. Engin de terrassement destiné notamment aux fouilles d'intervention de petites dimensions comportant un châssis-cabine (1) , caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison un bras hydraulique articulé (2), à l'extrémité duquel est monté un outil de terrassement (3), des moyens d'aspiration (5,6,8, 10) de déblais, coopérant avec ledit outil de terrassement de façon à aspirer les déblais de ladite fouille, et des moyens de stockage (9) desdits déblais. 2. Engin de terrassement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'aspiration sont constitués par un conduit d'aspiration (10) dont une extrémité est disposée à proximité dudit outil de terrassement (3) et dont l'autre extrémité débouche dans une cuve cyclonique (13) reliée, à travers des dispositifs à filtre (7,17) à une turbine centrifuge (19). 3. Engin de terrassement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de stockage desdits déblais sont constitués par un conteneur (15) placé dans une cuve de stockage (14) disposée sous la cuve cyclonique (13), ledit conteneur (15) étant fixe de manière amovible dans ladite cuve de stockage (14). 4. Engin de terrassement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cuve cyclonique (13) est montée articulée sur ladite cuve de stockage (14) entre une position d'obturation d'une ouverture ménagée dans la partie supérieure de cette cuve de stockage (14) et une position escamotée dans laquelle ladite ouverture est dégagée, de façon à permettre le retrait dudit conteneur (15). 5. Engin de terrassement selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le conteneur est réalisé en matériau synthétique perméable à l'eau et en ce qu'il comporte des sangles de levage (28) et un fond (25) détachable du reste du conteneur de façon à permettre le déchargement dudit conteneur. 6. Engin de terrassement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le conteneur est fixé de manière amovible dans ladite cuve de stockage (14) au moyen de bandes à boucles et crochets (23, 23a) disposées sur les rebords supérieurs dudit conteneur et de ladite cuve de stockage (14).