Brevet FR2590314A1 — publié le 19870522

L'invention se rapporte à un dispositif de forage de sol, plus particulièrement mais non exclusivement en vue de la pose de canalalisations. Actuellement, pour la pose des canalisations afin d'éviter de creuser des tranchées en raison des inconvénients inhérents à cette technique (destruction du revêtement et de la structure du terrain, perturbation du traffic routier ...), un procédé connu consiste à creuser une fosse de départ et une fosse d'arrivée jusqu'à une profondeur légèrement superieure à la profondeur de pose de la canalisation et à descendre dans le fond de la fosse de départ un dispositif qui, à l'aide d'un outil approprié et à partir de cette fosse de départ, effectuera un forage horizontal jusqu'à la fosse d'arrivée. Les deux principaux problèmes rencontrés lors de l'exécution de ces travaux sont, d'une part, l'orientation en site et azimutale du dispositif, laquelle orientation est primordiale si l'on veut deboucher à l'endroit prévu et, d'autre part, le maintien de cette orientation pendant l'action de l'outil, de façon à ce que celui-ci progresse bien dans la direction voulue. Les dispositifs de forage connus à ce jour possèdent de ce fait des moyens de réglage de leur orientation. Ces dispositifs (FR-A-2.527.679 et DE-A-2.333.339) comprennent un châssis porteur d'au moins un vérin qui, en prenant appui sur ce châssis pousse, directement ou par l'intermédiaire d'au moins une rallonge, un outil tel un trépan. Dans un premier dispositif connu (FR-A.2.527.679), pour le réglage en orientation, le châssis porte, sur sa traverse arrière et sa semelle, des vérins de positionnement qui appuient sur les parois arrière et de fond de la fosse. Celles-ci étant rarement suffisamment fermes, il est généralement nécessaire de prévoir des moyens de renforcement et par exemple de tapisser au préalable chacune de ces parois avec des panneaux par exemple en bois ou tout au moins avec des traverses dont l'assise reste incertaine et qui de plus peuvent faire defaut sur le lieu du forage. Dans un autre dispositif connu (DE-A-2.333.339), pour le reglage en orientation, le vérin est mobile dans son bâti. A cet effet - l'extrémité arrière du cylindre n'est associee à une semelle de poussée répartissant son effort sur les traverses arrière du bâti que par l'intermédiaire d'un poinçon central en plusieurs tronçons placés bout à bout et articulés entre eux de manière que le verin puisse par rapport à la semelle osciller autour d'un axe vertical et d'un axe horizontal tel un cadran, tandis que, - l'extrémité avant de ce cylindre est, entre des vis de pression, pincée dans deux directions sensiblement perpendiculaires entre elles et par rapport à l'axe du vérin. Toutefois, le problème de l'assise du bâti dan la fosse et du renforcement des parois arrières et du fond de la fosse reste entier et ce dispositif présente donc les mêmes inconvénients que le précédent. Tel que conçu, ce dispositif a en outre l'inconvénient de rendre inutilisable la longueur de la partie de la fosse occupée par la liaison entre le vérin et la semelle, ce qui diminue d'autant la longueur de course du verin, et donc de l'outil utilise pour le forage et/ou augmente le volume de terre à dégager pour réaliser la fosse. De plus, pendant la phase de travail de l'outil, des efforts axiaux et radiaux s'exercent sur le poinçon et sont répercutés sur ses articulations qui, les jeux de fonctionnement aidant, risquent de fausser le reglage et de faire travailler le dispositif dans de mauvaises conditions et donc de hater sa détérioration. Si ces dispositifs tels qu'ils sont conçus donnent un début de solution au problème de l'orientation, par contre subsistent les problèmes liés au recul du piston du vérin en vue de l'-extraction de l'outil en fin de travail ou en vue d'intercaler une rallonge supplementaire. En effet, lors de cette phase de travail, les efforts du vérin sur le bâti s'inversent, ce qui a pour conséquence de reporter l'appui du bâti sur la paroi avant de la fosse et, s'il y a du jeu, de projeter brusquement le bâti sur cette paroi avant de la fosse, ce qui risque de détériorer tant le bâti que le vérin ou la canalisation notamment dans le cas où la paroi n'est pas perpendiculaire à l'axe du verin et à celui du trou de forage et provoque un effort de flexion important. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un dispositif de foraqe qui - d'une part, garantisse une grande précision dans l'orientation, permettant de ce fait des forages sur de grandes longueurs et, - d'autre part, soit d'un encombrement réduit permettant de diminuer la longueur de la fosse et/ou d'augmenter la course de l'outil de forage et donc la longueur des rallonges. Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un dispositif qui permette une extraction de l'outil, facile et sans dommage pour le dispositif de poussée comme pour l'outil. A cet effet, elle a pour objet un dispositif du type precite comprenant au moins un vérin de poussée dont le cylindre est immobilisé dans un bâti porteur et guide en translation son piston, lequel est au moins indirectement associé à l'outil de forage, lequel bati porteur est pourvu de moyens de réglage de son orientation dans la fosse de depart et notamment de moyens permettant d'effectuer trois reglages d'orientation du système de forage - un réglage en translation horizontale selon une direction perpendiculaire à l'axe de forage, - un réglage angulaire autour d'un axe parallèle a cette direction, - un reglage angulaire autour d'un axe vertical perpendiculaire à la direction précitee et à l'axe du forage, dans laquelle fosse de depart ces moyens d'orientation coopèrent avec des moyens de renforcement d'au moins certaines parois d'appui. Ce dispositif est notamment caractérise en ce que les moyens de renforcement sont associés au bati par l'intermédiaire des moyens d'orientation et consistent en un coffrage comprenant - une large face d'appui arrière, plane et rigide, sensiblement perpendiculaire à l'axe du forage, permettant de transmettre à la paroi correspondante de la fosse l'effort de poussee, - une large face inferieure, plane et rigide servant de socle à l'ensemble du dispositif. Selon une autre caractéristique de l'invention, le coffrage comprend en outre une large face avant, plane et rigide, parallèle à la face arrière et associée au socle et à la paroi arrière par l'intermédiaire d'au moins un moyen réglable en translation de façon à pouvoir être plaquee contre la paroi de forage pour transmettre, sans deplacement du bâti, l'effort d'extraction de l'outil. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description faite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexe qui représente schématiquement - figure 1 : le dispositif de forage vu de coté, - figure 2 : ce dispositif vu de dessus, - figure 3 : ce dispositif vu de face, - figure 4 : à plus grande échelle, un détail du dispositif. En se reportant au dessin, on voit que dans la fosse 30 est descendu un dispositif 1 qui comprend au moins un verin de poussée 13 dont le cylindre 31 est immobilisé dans un bâti porteur 10 afin de guider en translation par rapport au bâti son piston 32. Ce piston 32 est au moins indirectement associe à un outil 33 de forage tel un trepan qui sous la poussée du vérin 13 s'engage dans le sol 34 en se déplaçant selon un axe 35 sensiblement horizontal jusqu'à atteindre une fosse d'arrivée (non representee). Afin que le guidage ait un intérêt, il faut evidemment que le bâti porteur 10 soit lui-même correctement orienté dans la fosse de depart 30, et à cet effet il est pourvu de moyens 11, 12, 14 de reglage de son orientation dans la fosse 30 et notamment de moyens 11, 12, 14 permettant d'effectuer trois reglages d'orientation du dispositif de forage : - un réglage en translation horizontale selon une direction AA' perpendiculaire à l'axe 35 de forage, - un reglage angulaire autour d'un axe AA' parallèle à cette direction, - un réglage angulaire autour d'un axe vertical perpendiculaire à la direction AA' précitée et à l'axe 35 de forage. Dans la fosse de départ 30 ces moyens d'orientation coopèrent évidemment avec des moyens de renforcement d'au moins certaines parois d'appui. Au lieu de simples panneaux ou traverses, selon une caracteristique de l'invention, les moyens de renforcement sont associés au bati 10 du dispositif de forage par l'intermédiaire des moyens 11, 12, 14 d'orientation et consistent en un coffrage 2 comprenant - une paroi arrière 3 présentant une large face d'appui arrière, plane et rigide, sensiblement perpendiculaire à l'axe 35 de forage, permettant de transmettre a la paroi 36 correspondante de la fosse 30 l'effort de poussée, - une paroi inférieure 4 presentant une large face inférieure, plane et rigide, servant de socle à l'ensemble du dispositif et reposant sur le fond 37 de la fosse. Selon une autre caractéristique de l'invention, le coffrage 2 comprend en outre une paroi avant 6 presentant une large face avant, plane et rigide, parallèle à la face arriere et associée au socle 4 et/ou à la paroi arrière 3 par l'intermédiaire d'au moins un moyen 7, 7' réglable en translation de façon à pouvoir etre plaquée contre la paroi de forage 38 de la fosse 30 pour transmettre, sans déplacement du coffrage, l'effort d'extraction de l'outil 33. Dans une forme preferée de réalisation de l'invention, le vérin de poussée 13 est immobilisé par des moyens de fixation (non représentés), tels des systèmes vis ecrou, sur le bati 10 du dispositif de forage lequel est porteur des moyens ll et 12 d'orientation - en translation selon l'axe transversal et horizontal AA' perpendiculaire à l'axe 35 de forage, - par oscillation autour de cet axe transversal AA', - par oscillation autour d'un axe vertical passant par l'axe transversal AA' précité et l'axe 35 de forage. Dans le coffrage 2 auquel sont associés ces moyens de réglage, la paroi arrière 3 et le socle 4 sont assemblés perpendiculairement entre eux par exemple par soudure, et cet assemblage peut avantageusement etre consolidé par des éléments de renforcement 5, 5' par exemple eux aussi soudés. La paroi avant 6 présente évidemment une ouverture 39 permettant le passage de la tige 32 du vérin 13'et de l'outil 33. Pour realiser les moyens 11 de son réglage en translation par rapport à la paroi arriere, la paroi avant 6 est reliée au socle 4 et/ou à la paroi arrière 3 par l'intermédiaire d'éléments réglables en longueur, tels des poutrelles en U 7, 7' soudées sur la paroi arriere 2 et terminées par des organes 8, 8' et 9, 9' associées à la paroi avant 3. Ces organes 8, 8' et 9, 91 peuvent, par exemple, être constitués par des systemes vis ecrou qui, en réalisant un éloignement de la paroi arrière 3 par rapport à la paroi avant 6, permettent de caler correctement le coffrage 2 dans la fosse 30, celui-ci reposant par ailleurs dans le fond de cette fosse grace à son socle 4. De cette façon, on est assuré que le bâti ne bougera pas aussi bien lors du forage que lors du retrait de l'outil. A titre d'exemple, le moyen de réglage de l'orientation 11 par translation au long de l'axe transversal AA' consiste en une glissière 14 par exemple en Te ou en queue d'aronde, solidaire de la face arrière 2 dans laquelle coulissent deux chapes 15 et 15' pourvues de moyens (non représentés) en vue de leur immobilisation en position correcte dans cette glissière. Selon une caracteristique de l'invention, ces chapes 15, 15' sont situées de part et d'autre du verin de poussée 13 et non derrière celui-ci de manière à ne pas augmenter l'encombrement longitudinal. La liaison entre le bâti 10 du dispositif de forage 1 et les chapes 15 et 15' associées au coffrage 2 se fait par deux verins tels des vérins à vis dont les tiges filetées 18 et 18' traversent des oreilles 19, 19' du bâti 10 et montees de preference à rotule sur les axes 17 et 17' des deux chapes 15, 15'. Après introduction dans les oreilles 19 et 19', les tiges filetées 18 et 18' sont immobilisées par des écrous 20 et 21, 20' et 21'. Par reglage des écrous, ce systeme permet d'effectuer le reglage en orientation autour d'un axe vertical perpendiculaire à l'axe transversal AA' et à l'axe 35 de forage. Par l'axe 17, 17' des chapes 15, 15', il permet en outre le réglage en oscillation autour de l'axe horizontal AA', lequel reglage r opère par le moyen 12 qui peut etre constitué de deux vis de pression 22 et 22' traversant deux trous taraudés 40, 40' à l'avant du bâti et prenant- appui sur le socle 4 du coffrage. Le bâti 10 peut bien entendu en plus être immobilise par bridage sur le socle 4. Comme indiqué plus haut, ces moyens de réglage permettent de placer le vérin de poussée 13 entre les deux chappes 15 et 15' et donc le plus près possible de la paroi arriere 3 du coffrage reduisant ainsi l'encombrement de l'ensemble du système de forage. En outre on pourra avantageusement adapter à la tige du vérin un coulisseau du type decrit au brevet FR-A-2.527.679 qui, par sa conception, permet d'utiliser la place disponible entre les verins de poussée. La presente description n'est donnée qu'à titre indicatif et l'on pourrait adopter d'autres mises en oeuvre de l'invention sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. Notamment, les moyens 8 et 9 de translation de la paroi avant 6 par rapport à la paroi arriere 3 pourraient etre réalisés par des vérins solidaires de l'ensemble formé par les paroies arriere et inférieure 2 et 4 sans les poutrelles intermédiaires 8 et 8'. Par ailleurs, certaines au moins des faces du coffrage peuvent, tout en étant globalement planes, aussi bien être lisses que striées afin d'augmenter le calage. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de forage du sol, plus particulièrement mais non exclusivement en vue de la pose de canalisations par forage selon un axe (35) sensiblement horizontal depuis une fosse de départ 430) jusqu'à une fosse d'arrivée, lequel dispositif (1) comprend au moins un vérin de poussee (13) dont le cylindre (31) est immobilisé dans un bâti (10) porteur et guide en translation son piston (32), lequel est, au moins indirectement associe à l'outil (33) de forage, lequel bâti porteur (10) est pourvu de moyens (11, 12, 14) de réglage de son orientation dans la fosse (30) de départ et notamment de moyens permettant d'effectuer trois réglages d'orientation du dispositif de forage (1) dont - un réglage en translation horizontale selon une direction AA' perpendiculaire à l'axe de forage (35), - un réglage angulaire autour d'un axe parallèle à cette direction AA', - un reglage angulaire autour d'un axe vertical perpendiculaire à la direction AA' précitée et à l'axe (35) du forage, dans laquelle fosse de départ ces moyens (11, 12, 14) d'orientation coopèrent avec des moyens (2 à 9) de renforcement d'au moins certaines parois d'appui (36 à 38), ce dispositif etant CARACTERISE en ce que les moyens de renforcement sont associes au bâti (10) du dispositif de forage par l'intermédiaire des moyens d'orientation et consistent en un coffrage (2) comprenant :: - une paroi arrière (3) presentant une large face d'appui arrière, plane et rigide, sensiblement perpendiculaire à l'axe (35) du forage, permettant de transmettre à la paroi correspondante (36) de la fosse (30) l'effort de poussee, - une paroi inférieure (4) presentant une large face inferieure, plane et rigide servant de socle à l'ensemble du dispositif et du coffrage. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le coffrage (2) comprend en outre une paroi avant (6) présentant une large face avant, plane et rigide, parallele à la face arrière et associee au socle et à la paroi arrière (3) par l'intermédiaire d'au moins un moyen (8, 8' et 9, 9') réglable en translation, de façon à pouvoir être plaquée contre la paroi (38) de forage pour transmettre sans déplacement du coffrage, I'effort d'extraction de l'outil (33). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérise en ce que le moyen de reglage de l'orientation (11) par translation au long de l'axe transversal AA' consiste en une glissiere (14) solidaire de la paroi arrière (3) du coffrage et dans laquelle coulissent deux chapes (15 et 15') situées de part et d'autre du vérin (13) et pourvues de moyens en vue de leur immobilisation dans cette glissière, dans lesquelles chapes s'articulent par l'une de leurs extrémités des moyens (16) réglables en longueur dont leur autre extrémité est associée au bâti (10) du dispositif de forage. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caracterise en ce qu'au moins certaines des faces du coffrage sont lisses. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérise en ce qu'au moins certaines des faces du coffrage sont striées.