Brevet FR2579294A1 — publié le 19860926

Dispositif pour la réfection in situ de canalisations, en particulier d'égouts, non visitables. La présente invention concerne les dispositifs permettant la réfection in situ de canalisations, en particulier d'égouts, non visitables. Bon nombre de canalisations en grès, en ciment, ou en un matériau analogue, utilisées par exemple comme égouts, ne sont pas directement accessibles, ni par l'extérieur car elles sont enterrées, ni par l'intérieur car leur diamètre est trop faible. Pour réparer de telles canalisations, notamment pour boucher des fissures ou refaire des joints fuyants, il est connu de procéder in situ, après avoir mis hors service un tronçon de la canalisation et détecté la position des fuites, en faisant circuler un dispositif de réparation dans le tronçon isolé de la canalisation entre deux regards consécutifs. Un procédé connu consiste à faire circuler dans le tronçon de conduite un équipage tracté par un câble et comprenant un réservoir qui déverse du ciment dans la canalisation sous l'action d'un dispositif du type piston, le ciment ainsi déversé étant réparti par un dispositif râcleur entraîné à la suite du réservoir de ciment. Toutefois, un tel procédé ne permet, en pratique, que de réparer la partie inférieure de la canalisation, la gravité empêchant la répartition du ciment déversé sur tout le périmèmètre de la canalisation. En outre, il n'est possible que d'effectuer la réfection de la surface intérieure de la canalisation tandis qu'il n'est pas possible d'effectuer le bouchage efficace de fissures ou de joints fuyants. Un autre procédé connu consiste à boucher à ses deux extrémités le tronçon de canalisation à réparer et à remplir le volume intérieur de ce tronçon avec un coulis de ciment sous pression qui s'infiltre dans les fissures et les joints défectueux et s'épanche dans le sol ; quand ces infiltrations ont fait suffisamment prise, on vidange le tronçon de canalisation de son ciment et on déplace un piston râcleur prévu derrière un des bouchons pour aider à lsé- vacuation du reste du coulis et pour recalibrer la canalisation.Ce procédé présente l'inconvénient de nécessiter le remplissage par un coulis approprié de tout un tronçon de canalisation qui peut être long ; il faut donc disposer d'une grande quantité de coulis, d'où des installations importantes en surface (réservoir important pour le stockage du coulis, pompe à ciment à forte pression pour vaincre les pertes de charge de toutes les longueurs de canalisation et à fort débit pour assurer la recirculation du coulis). L'invention a essentiellement pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus exposés et de proposer un dispositif original, de conception- simple et d'utilisation facile, qui permette d'effectuer de façon peu onéreuse la réfection des surfaces aussi bien que le bouchage de fissures (aussi bien longitudinales que transversales) ou le rejointoiement à l'intérieur de canalisations non visitables. A ces fins, le dispositif conforme à l'invention se caractérisé en ce qu'il comprend - un tronçon central présentant une surface externe possédant un diamètre sensiblement inférieur à celui de la canalisation, - deux tronçons extrêmes respectivement avant et arrière encadrant le tronçon central, chaque tronçon extrême ayant un diamètre supérieur à celui du tronçon central et comportant : d'une part,des moyens de guidage du dispositif au sein de la canalisation, ces moyens de guidaqe étant répartis sur une surface sensiblement de révolution autour de l'axe longitudinal du dispositif et étant élastiquement déformables radialement ; d'autre part, des moyens d' étanchéité destinés à isoler la partie centrale du dispositif par rapport au reste de la canalisation, ces moyens d'étanchéité étant de révolution autour de l'axe du dispositif et aptes à supporter sans déformation la pression d'injection du matériau de réfec tion ,et, d'autre part, enfin, des moyens râcleurs, également de révolution autour de l'axe longitudinal du dispositif, possédant un diamètre correspondant sensiblement à celui de la canalisation - des moyens d'alimentation pour l'amenée du matériau de réfection, ces moyens d'alimentation étant supportés par le tronçon extrême arrière et débouchant, dans la zone du tronçon central à l'extérieur-de la surface délimitant celui-ci, - et des moyens d'accrochage prévus à l'extrémité antérieure du tronçon avant en vue du déplacement du dispositif à l'intérieur de la canalisation. Selonune première disposition possible,les moyens d'étanchéité et les moyens râcleurs sont constitués sous forme d'un organe unique comprenant au moins un élément rigide de forme sensiblement discoidale dont la dimension transversale correspond à la dimension intérieure de la canalisation. Selon une autre disposition possible, les moyens râcleurs sont constitués par au moins un élément rigide de forme discoidale dont la dimension transversale correspond à la dimension intérieure de la canalisation et les moyens d'étanchéité comprennent au moins un manchon gonfiable qui, en position qonflée, épouse étroitement le contour intérieur de la canalisation. Avantageusement, les tronçons extrêmes comprennent un noyau rigide s'étendant axialement et supportant les moyens de guidage, les moyens d' étanchéité et les moyens râcleurs et, dans ce cas, il est intéressant de faire en sorte aue,dans le tronçon arrière, le noyau rigide soit tubulaire et communique avec l'extérieur de la surface externe du tronçon central. Dans un mode de réalisation #articulier,dans chaque tronçon extrême les moyens d'étanchéité sont situés du côté de l'extrémité, les moyens de guidage sont situés du côté du tronçon central et les moyens de râclage sont interposés entre les moyens d'étanchéité et les moyens de guidage. De préférence, le tronçon central est tubulaire, par exemple constitué en un matériau élastiquement déformable. Dans un mode de réalisation préféré, le tronçon central et les tronçons extrêmes forment trois unités assemblées de manière amovible. En ayant recours à tout ou partie des dispositions sus-mentionnées, il est possible de réaliser un dispositif de structure simple et robuste, facile à mettre en oeuvre dans une canalisation par introduction à travers des regards standard, susceptible d'être déplacé dans la canalisation à l'aide de moyens de traction usuel tel qu'un treuil situé au-dessus d'un reqard ; sa conception autorise le bouchage de fissure ou le rejointoiement d'éléments de canalisation de façon sûre ; le diamètre du tronçon central peut être choisi de façon optimale pour que la chambre annulaire qu'il définit avec la surface en regard de la canalisation soit à la fois d'un volume assez réduit pour ne nécessiter l'injection que d'une quantité relativement faible de coulis sous pression de matériau de bouchage -entraînant une économie sur le matériau utilisé et sur la puissance de la pompe, et donc sur le coût de celle-ci- et d'un volume suffisant pbur que le coulis de matériau puisse bien se répandre sur toute la surface de la canalisation ; de plus la réserve de matériau reste à l'extérieur, ce qui permet la préparation et le contrôle des caractéristiques dudit matériau dans les meilleures conditions ; enfin, du fait de la structure même du tronçon central du dispositif, la répartition du coulis de matériau sur toute la surface de la canalisation se trouve facilitée, et le matériau parvient sans difficulté en particulier sur la partie supérieure de la canalisation. En outre, la longueur du tronçon central peut être choisie de la façon la mieux appropriée pour l'utilisation envisagée ; en particulier, le choix de la lon gueur maximale compatible avec la facilité de passage à travers un regard lors de la mise en place, par exemple une longueur de l'ordre de 1 m à 1,5 m , autorise la réfection simultanée d'une portion longitudinale importante de canalisation, ce qui est important par exemple pour le rebouchage de longues fissures longitudinales ou la réfection de la surface intérieure de la canalisation, et permet par conséquent d'accélérer les travaux. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un de ses modes de réalisation préféré donné uniquement à titre d'exemple non limitatif. Dans cette description, on se réfère au dessin annexé sur lequel la figure unique est une vue de côté en coupe axiale d'un dispositif agencé conformément à l'invention, montré en position d'utilisation. Le dispositif de l'invention, désigné dans son ensemble par la référence 1, est montré en position d'utilisation à l'intérieur d'une canalisation 2 présentant des fissures 3 devant être comblées. Le dispositif 1 présente trois zones ou troncons axiaux successifs, désignés respectivement par les lettres A, B et C, qui peuvent du reste consister en trois éléments structuraux distincts assemblés dans'la canalisation 2 au moment de sa mise en oeuvre, comme cela sera indiqué plus loin. Le dispositif est agencé pour être déplacé dans la canalisation dans le sens de la flèche 4 et les trois tronçons précités sont : un tronçon avant A, un tronçon central B et un tronçon arrière C. Le tronçon central B est constitué essentiellement par un élément tubulaire allongé 5, réalisé de préférence en un matériau élastiquement déformable (par exemple un élastomère) notamment lorsqu'il possède une longueur relativement importante (par exemple de l'ordre due l m) afin de pouvoir éventuellement être cintré lors de la mise en place du dispositif dans la canalisation à travers un regard et épouser les déviations angulaires éventuelles de la canalisation. Les extrémités de l'élément tubulaire 5 sont fixées à des flasques d'extrémités 6' qui sont rigides et qui peuvent servir, comme r e p ré s e n t é, à l'assemblage avec des flasques correspondants 6" des tronçons extrêmes respectifs. Un organe de renfort mécanique est prévu dans le tronçon B pour assurer la transmission des efforts mécaniques axiaux entre les deux tronçons avant et arrière cet organe peut être constitué par une tige métallique 7 disposée axialement et fixée de façon articulée sur les flasques 6' ou bien par un câble métallique. Bien qu'étant de préférence constitué en un matériau élastiquement déformable afin de pouvoir être cintré si nécessaire, l'élément tubulaire doit cependant présenter une relative rigidité afin de se déformer le moins possible sous l'action de la pression d'injection du coulis de matériau de bouchage. L'élément tubulaire 5 possède un diamètre sensiblement inférieur à celui de la canalisation 2, afin que le coulis de matériau injecté dans la chambre annulaire 8 (définie par les surfaces en regard de l'élément tubulaire 5 et de la canalisation 2) puisse se répandre facilement en enduisant toute la surface intérieure de la canalisation. Cependant, ce diamètre ne doit pas être trop faible afin que la chambre annulaire 8 ne présente pas un volume trop important, ce qui autorise l'emploi d'une quantité minimale de matériau de bouchage et l'utilisation d'une pompe à ciment de puissance réduite, donc moins coûteuse. Les deux tronçons extrêmes A et C sont d'une façon générale constitués de façon identique et les mêmes références numériques sont utilisées pour désigner leurs organes identiques. Chacun des tronçons A et C comprend un noyau central allongé constitué d'une section de tube 9 en un matériau rigide, par exemple un métal inoxydable (acier inoxydable, aluminium) dont l'extrémité tournée vers le tronçon central B supporte le flasque 6" déjà mentionné servant à la solidarisation du tronçon central B aux tronçons extrêmes A et C, respectivement. Immédiatement après le flasque 6" est monté sur le tube 9 un organe de centrage 10 constitué d'une pluralité de lames élastiquement déformables 11 s'étendant axialement et réparties circonférentiellement autour du tube 9, lesdites lames étant encastrées, de manière à être cintrées avec leur convexité tournée vers l'extérieur, dans deux flasques rigides 12 fixés sur le tube 9 à une certaine distance l'un de l'autre. L'organe de centrage 10 présente donc l'aspect d'un tonneau couché, dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre intérieur de la canalisation 2 : les lames 11 jouent alors le rôle de patin déformable pour suivre les variations du profil en long de la canalisation, l'ensemble maintenant l'axe longitudinal du dispositif approximativement en coincidence avec l'axe de la canalisation. A la suite de l'organe de centrage 10 se trouve un organe râcleur 13 comportant un manchon 14 serré sur le tube 9 et supportant des éléments de râclage 15 possédant chacun une forme générale discoïdale ayant sensiblement même diamètre que l'intérieur de la canalisation 2. Chaque élément de raclage 15 peut être constitué par un disque unitaire ou bien par un grand nombre de lames radiales, élastiquement déplaçables transversalement tc'est-à-dire selon l'axe de la canalisation).Les éléments de râclage 15 (par exemple au nombre de trois) du tronçon avant A servent à gratter et à nettoyer la surface intérieure de la canalisation 2; tandisLqu les éléments de râclage 15 (par exemple au nombre de deux) du tronçon arrière C servent à étaler le coulis de ciment et à éliminer les surépaisseurs de ce matériau tandis qu'un autre élément 15' (le troisième sur la figure), situé le plus en arrière dans le sens de déplacement (flèche 4), a sonvbord périphérique recourbé vers l'arrière de manière à assurer une fonction de lissage de la surface du produit de réfection étalé par les éléments de râclage 15 qui le précèdent. Enfin, à la suite de l'organe râcleur 13, se trouve un organe d'étanchéité 16 épousant de façon étanche le contour intérieur de la canalisation 2 afin d'empêcher, en cours d'utilisation du dispositif, toute communication entre l'intérieur du dispositif 1 (c'est-àdire le volume compris entre les deux organes d'étanchéité 16) et le reste de l'espace intérieur de la canalisation 2. L'organe d'étanchéité 16 est constitué par une structure gonflable comportant par exemple deux flasques 17 calés sur le tube 9 à une certaine distance l'un de l'autre et réunis périphériquement par une paroi souple 18 susceptible d'être tendue et appliquée contre la surface intérieure de la canalisation 2 sous la pression d'un gaz (en principe de l'air) insufflé.Bien entendu, la pression de gonflage de l'organe d'étanchéisation 16 doit être suffisante pour s'opposer à la pression d'injection du coulis de ciment par exemple de l'ordre de 3.105Pa(3kg/cm2). Eventuellement, dans la mesure où les éléments de râclage 15 épousent suffisamment bien le contour intérieur de la canalisation 2 et procurent déjà à eux seuls une étanchéité acceptable entre la chambre annulaire 8 et le reste de la canalisation 2, les deux organes d'étanchéité 16 peuvent être supprimés ou, étant présents, peuvent ne pas être utilisés de façon systématique. Pour ce qui est plus spécifiquement du tronçon avant A, il est équipé d'un crochet 19, fixé par exemple sur un chapeau 20 coiffant l'extrémité antérieure du tube 9, qui reçoit un câble de traction 21 s'étendant dans la canalisation 2 jusqu'au regard suivant où il est enroulé sur un treuil servant à déplacer le dispositif 1. Pour ce qui est maintenant plus spécifiquement du tronçon arrière C, le tube 9 est agencé pour être raccordé à un conduit alimentation (non représenté) amenant (comme schématisé par la flèche 22) le coulis de produit de bouchage ; le conduit en question s'étend dans la canalisation 2 jusqu'au regard précédent où il est dévidé au fur à mesure de l'avance du dispositif 1 et où il est raccordé à une centrale produisant ce coulis de produit de bouchage. Des ouvertures 23 sont pratiquées dans le tube 9 du tronçon C, au droit de l'organe de guidage 10, de manière que le coulis puisse parvenir dans la chambre annulaire 8 (flèches 24). Bien que, comme déjà expliqué, les lames llne soient pas jointives et que le coulis puisse circuler entre lames , on peut améliorer la circulation du produit en prévoyant un certain nombre d'ouvertures dans le flasque 12 voisin du tronçon B. Bien entendu, d'autres configurations sont possibles . Par exemple les flasques d'assemblage 6', 6" peuvent être annulaires; le tube 9 du tronçon C et l'élément tubulaire 5 du tronçon B sont ainsi en communication directe et des ouvertures doivent alors être prévues dans la paroi de l'élément tubulaire 5, disposées sur toute la surface de celui-ci pour obtenir une répartition plus rapide et plus homogène du matériau dans la chambre annulaire 8. On comprendra aisément que le dispositif 1 peut être réalisé en toutes dimensions diamétrales correspondant aux dimensions principales des canalisations à traiter. En ce qui concerne sa longueur, et plus précisément la longueur de sa partie utile constituée par le tronçon central B, elle ne doit pas être excessive de manière que chaque tronçon constitutif puisse être introduit dans la canalisation à travers les regards de visite et aussi afin que le dispositif, en cours d'utilisation, puisse suivre les éventuelles courbes de la canalisation en refection. Mais la longueur du tronçon central B doit cepen dant ne pas être trop faible afin qu'il soit possible de traiter à chaque fois une longueur significative de la canalisation, par exemple dans le cas de fissures longitudinales. Dans ce double but, il a été considéré comme souhaitable de donner au tronçon B une longueur comprise entre 0,70 m et 1,50 m, typiquement de l'ordre de 1 m. L'utilisation du dispositif 1 s'effectue de la manière suivante. Une reconnaissance de la canalisation endommagée est faite entre deux regards consécutifs, par exemple à l'aide d'un système équipé d'une caméra de télévision, et on repère avec précision la position circonférentielle et surtout linéaire de toutes les zones nécessitant une réfection (fissure lonqitudinale ou transversale, joint défectueux, surface endommagée, etc.). Une fois cette exploration achevée, le dispositif 1 de l'invention est descendu dans la canalisation 2 à travers un regard, soit en passant successivement les tronçons A, B et C un par un et en les assemblant ensuite dans la canalisation, soit en passant le dispositif 1 tout monté et en le courbant au niveau de l'élément tubulaire 5. Le dispositif 1 est ensuite tiré, à l'aide du câble 21, jusqu'à l'emplacement où doit être effectuée la première réfection. Le dispositif 1 est immobilisé de manière que l'élément tubulaire 5 soit situé en regard de l'endroit requis, mais ce positionnement n'a pas nécessairement à être extrêmement précis en raison de la longueur relativement importante donnée au tronçon central B, surtout lorsqu'il s'agit de réparer une fissure transversale ou un joint fuyant. Au cours de ce déplacement, les éléments de râclage 15 du tronçon avant A ont nettoyé mécaniquement la surface intérieure de la canalisation 2, en particulier dans la zone de la fissure 3. Les organes d'étanchéité 16 sont alors gonflés à l'air comprimé, par exemple sous une pression de 3 x 105 à 5 x 105 Pa (un conduit souple 25, relié en surface à un compresseur et raccordé aux organes 16, est déroulé au fur et à mesure de l'avance du dispositif). Un coulis d'un matériau de bouchage appropriéest ensuite amené sous pression (de l'ordre de 3 x 105 Pa par e x e m o 1 e ) jusqu'au tube 9 du tronçon arrière C, d'où il pénètre dans la chambre annulaire 8 qu'il remplit complètement. Sous l'action de la pression d'injection, le coulis pénètre dans toutes les dépressions, joints, fissures que peut présenter la canalisation 2 dans sa zone comprise entre les deux organes râcleurs 13 ou entre les deux oraanes d'étanchéité 16. Le coulis pénètre également dans les cavités, telles que 26, qui peuvent s'être éventuellement creusées dans le sol en arrière des fissures 3. L'injection du coulis se poursuit jusqu'à ce que la pression d'injection se stabilise, indiquant que toutes les cavités ont été comblées. L'alimentation en coulis est alors arrêtée ; les organes d'étanchéité 16 sont dégonflés et le dispositif est tiré pour être amené à l'emplacement de travail suivant. Au cours de ce déplacement, les éléments râcleurs 15 du tronçon arrière C étalent le matériau de bouchage et entraînent l'excédent, tandis que l'élément 15' procure un lissage de la surface. Bien entendu, la durée de l'opération dépend de l'aptitude du matériau à étancher les fuites et il peut être envisagé d'avancer soit par bonds successifs, soit de façon continue, à vitesse lente, si l'efficacite du matériau utilisé le permet. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'anolication et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés , elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En particulier, les moyens d'alimentation en produit de bouchage peuvent comprendre également un conduit supplémentaire (non représenté) débouchant dans la chambre annulaire 8 pour amener par exemple un produit approprié d'aide rhéologique permettant d'adapter au mieux les caractéristiques du coulis aux conditions locales. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) pour la réfection in situ de canalisations (2), notamment d'égouts, ayant un diamètre trop faible pour être visitables, la réfection s'effectuant par injection sous pression d'un coulis d'un matériau de bouchage et de revêtement, caractérisé en ce qu'il comprend - un tronçon central (B) présentant une surface externe possédant un diamètre sensiblement inférieur à celui de la canalisation, - deux tronçons (A, C) respectivement avant et arrière encadrant le tronçon central (B), chaque tronçon extrême ayant un diamètre supérieur à celui du tronçon central et comportant : d'une part, des moyens (10) de guidage du dispositif au sein de la canalisation, ces situé sur une surface sensiblement moyens de guidage étant/de révolution autour de l'axe longitudinal du dispositif et étant élastiquement déformables radialement ; d'autre part, des moyens d'étanchéi té (16) destinés à isoler la partie centrale du dispositif par rapport au reste de la canalisation, ces moyens d'étanchéité étant de révolution autour de l'axe du dispositif et aptes à supporter sans déformation la pression d'injection du matériau de réfection ; et d'autre#part, enfin, des moyens râcleurs (13), également de révolution autour de l'axe longitudinal du dispositif, possédant un diamètre correspondant sensiblement à celui de la canalisation - des moyens d'alimentation (9) pour l'amenée du matériau de réfection, ces moyens d'alimentation étant supportés par le tronçon arrière (C) et débouchant dans la zone du tronçon central à l'extérieur de la surface délimitant celui-ci, - et des moyens d'accrochage (19) prévus à l'extrémité antérieure du tronçon avant en vue du déplacement du dispositif à l'intérieur de la canalisation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité (16) et les moyens râcleurs (13) sont constitués sous forme d'un organe unique comprenant au moins un élément rigide (15) de forme sensiblement discoldale dont la dimension transversale correspond à la dimension intérieure de la canalisation. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens râcleurs (13) sont constitués par au moins un élément rigide (15) de forme discoidale dont la dimension transversale correspond à la dimension intérieure de la canalisation et en ce que les moyens d'étanchéité (16) comprennent au moins un manchon gonflable (18) qui, en position gonflée, épouse étroitement le contour intérieur de la canalisation. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tronçons extrêmes (A, C) comprennent un noyau rigide (9) s'étendant axialement et supportant les moyens de guidage (10), les moyens d'étanchéité (16) et les moyens râcleurs (13). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans le tronçon arrière (C), le noyau rigide (9) est tubulaire et communique avec l'extérieur de la surface externe du tronçon central. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans chaque tronçon extrême (A, C), les moyens d'étanchéité (16) sont situés du côté de l'extrémité, les moyens de guidage (10) sont situés du côté du tronçon central (B) et les moyens de râclage (13) sont interposés entre les moyens d'étanchéité et les moyens de guidage. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tronçon central est tubulaire. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tronçon central est constitué en un matériau élastiquement déformable. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tronçon central (B). et les tronçons extrêmes (A, C) forment trois unités assemblées de manière amovible.