Brevet FR2616463A1 — publié le 19881216

La présente invention est relative à un nouveau dispositif pour l'injection de coulis au voisinage de la paroi d'un pieu mis en place dans le sol par battage, vibration, langage, descente- dans un trou perforé ou par tout autre moyen approprié. On sait que dans certains cas, les-pieux tubulaires enfoncés dans le sol pour" supporter, par- exemple des installations pétrolières en mer, n'offrent pas un frottement latéral suffisant surtout dans les sols carbonatés. On sait àussi qu'il est alors possible d-'accro1tre cette résis- tance en injectant sous pression un coulis durcissable, par exemple à base de ciment, au voisinage des parois du pieu tubulaire. Cette injection peut être réalisée soit à l'extérieur du pieu pour augmenter le frottement de la paroi du pieu vis-à-vis du sol, soit à l'intérieur du pieu pour rigidifier le terrain qui s'y trouve afin d'augmenter la résistance du pieu au poinçon- nement. La mise en oeuvre d'un tel procédé nécessite la fixation le long d'au moins une des génératrices du pieu d'un tube d'injection constitué par un tube d'acier de diamètre relativement faible qui est raccordé de place en place à des valves d'injection qui sont situées dans ou au voisinage de la paroi du pieu et qui permettent l'écoulement du coulis lorsque la pres- sion dans le tube d'injection est supérieure à celle qui règne au voisinage de la paroi du pieu, sans toutefois permettre au coulis ainsi injecté de prendre le chemin inverse pour revenir dans le tube d'injection. Compte-tenu du fait que de tels pieux peuvent avoir plusieurs mètres de diamètre et que des dizaines de mètres de pieux doivent être enfoncés dans le sol, il est souhaitable que les valves et le tube d'injec- tion occupent la place la plus faible possible pour ne pas offrir de résis- tance notable à l'enfoncement. Il est également nécessaire que la fixation du tube d'injection sur la paroi du pieu tubulaire, ainsi que ses raccordements aux différentes valves, résistent parfaitement aux efforts et aux-vibrations qui peuvent se produire lors de la mise en place du pieu. - La présente invention est relative à un procédé et à un disposi- tif pour le montage facile et sur du tube d'injection sur le pieu tubulaire ainsi que pour le raccordement du tube d'injection avec les valves. La présente invention a pour objet'un procédé de fixation d'un tube d'injection et de valves d'injection sur la paroi d'une section de pieu tubulaire, caractérisé par le fait: que l'on fore de place en place, le long d'une génératrice du pieu, des orifices traversant la paroi de ce- dernier; que -l'on réalise un tube d'injection ayant -sensiblement la même longueur que celle de la section du pieu, ce tube comportant des valves -2- 2616463 d'injection ou des moyens pour recevoir de telles valves ainsi que des organes de fixation dont les espacements et les dimensions correspondent à ceux des orifices pratiqués dans la paroi du pieu; que l'on engage le tube d'injection ainsi constitué à l'intérieur du pieu en introduisant les orga- nes de fixation dans les orifices du pieu; et qu'à partir de l'extérieur du pieu l'on soude chaque organe de fixation à la paroi du pieu. Dans un premier mode de mise en oeuvre destiné à mettre en place un tube d'injection destiné à injecter un coulis à l'extérieur du pieu le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait: que l'on fore radialement le long d'une génératrice du pieu et aux emplacements des val- ves, une série d'orifices dont le diamètre correspond au diamètre des sup- ports des valves que l'on désire y placer; que l'on réalise le long d'une génératrice du tube d'injection, des orifices dont les axes sont espacés des mêmes distances que le sont les orifices réalisés dans la paroi du pieu tubulaire; que dans l'axe de chacun de ces orifices l'on soude le support d'une valve sur le tube d'injection; que l'on engage le tube d'injection ainsi muni des supports de valve, à l'intérieur du pieu en faisant sortir chacun des supports de valve dans un des orifices pratiqués dans la paroi du pieu; qu'à partir de l'extérieur du pieu on soude chacun des supports de valve sur la paroi du pieu lesdits supports servant d'organes de fixation; et qu'on fixe dans chaque support de valve les éléments qui constituent la valve proprement dite. On voit que, conformément au procédé selon l'invention, il n'est pas nécessaire d'effectuer de soudure à l'intérieur du pieu, du fait que les supports de valve sont soudés sur le tube d'injection avant que ce dernier ne soit placé à l'intérieur du pieu tubulaire et du fait que chaque support de valve est soudé à la paroi du pieu à partir de l'extérieur de ce dernier. Le procédé selon l'invention présente également l'avantage de pouvoir ne placer les éléments constitutifs de la valve que juste avant la mise en place du pieu ce qui réduit le risque de les endommager. Dans un second mode de mise en oeuvre destiné à mettre en place un tube d'injection destiné à injecter un coulis à l'intérieur du pieu, le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait: que l'on fore radialement le long d'une génératrice du pieu une série d'orifices; que l'on fixe le long d'une génératrice du tube d'injection une série d'organes de fixation dont les dimensions et les espacements correspondent à ceux des orifices pratiqués dans la paroi du pieu; que l'on fixe sur le tube d'in- jection des valves d'injection débouchant vers l'intérieur du pieu, ou des supports pour de telles valves; que l'on engage le tube d'injection à MN/JD/AO - CDE 48462 - -3- - 2616463 l'intérieur du pieu en introduisant- les organes de fixation dans les orifi- ces pratiqués dans Ia paroi du pieu; et que l'on soude, à partir de l'exté- rieur du pieu, les organes de fixation à la-paroi du pieu. On voit que dans ce cas également la fixation du tube d'injection s'effectue à l'aide de soudures réalisées à l'extérieur du pieu tubulaire. Conformément à l'invention, on dispose au-moins d'un tube d'injec- tion sur chaque section de pieu tubulaire. Le raccordement entre les différentes sections s'effectue soit par les manchettes à embo!tement qui permettent de réunir des extrémités J des tubes d'injection des différentes sections, soit encore par le fait que l'on donne aux extrémités des tubes d'injection des formes d'entonnoir qui permettent un transit facile du dispositif d'injection au niveau du raccor- dement de deux sections de pieux tubulaires. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le tube d'injection est un tube continu dont la longueur correspond à celle de la - section de pieu dans-laquelle le tube doit être placé. Selon un second mode de réalisation de l'invention, le tube d'in- jection est constitué par des sous-sections qui se raccordent de part et d'autre et au voisinage des supports de valve, en s'emboitant avec interpo- sition d'un joint par exemple torique, de manière à ce que les vibrations produites lors de la mise en place du- pieu ne se répercutent pas dans les différentes sous-sections du tube d'injection et ne risquent pas d'endomma- ger la fixation des supports de valve dans la paroi des pieux. - La présente invention a également pour objet un-pieu muni d'un dispositif d'injection de coulis obtenu par le procédé qui vient d'être décrit. - Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en dé- crire maintenant à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin an- nexé. Sur ce dessin, - - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un élément de pieu tubulaire sur une génératrice duquel on a placé un tube d'injection et des corps de valve d'injection conformément à un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure 3 d'une valve'montée sur la paroi d'un pieu tubulaire, - la figure 3,est une vue de droite de la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe selon IV-I de la figure 3, la valve étant au repos, -4- 22616463 - la figure 5 est une vue correspondant à la figure 4 lors de l'injection de coulis, - la figure 6 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une va- riante du tube d'injection au voisinage d'une valve, - la figure 7 est une variante de la valve de la figure 2, et - la figure 8 est une vue en coupe schématique d'un second mode de mise en oeuvre de l'invention. On a représenté sur la figure 1 une vue en coupe longitudinale d'un élément de pieu placé horizontalement avant sa mise en place dont seules les parties comportant des valves d'injection ont été représentées. Il est clair que ces valves sont plus espacées que comme représenté sur le dessin. C'est la raison pour laquelle l'élément tubulaire a été éclaté en quatre sections séparées par des traits mixtes. On a représenté en 2, les axes des valves d'injection qui doivent être disposées le long de la génératrice intérieure du pieu 1. On voit clairement sur la figure 1 le tube d'injection 3 qui est disposé le long de la génératrice intérieure du pieu 1 et qui porte des manchons tubulaires 4 soudés sur lui autour des orifices 5. Ces manchons (4) constituent les corps de chacune des valves. Conformément à l'invention, on procède d'abord au percement des orifices 5 le long d'une génératrice du tube 3 alors que celui-ci est en atelier, puis on soude dans l'axe des orifices 5 les manchons tubulaires 4 destinés à constituer le corps des valves d'injection. Il est clair que l'on réalise les orifices 5 à des distances qui correspondent aux positions que les valves doivent avoir sur la génératrice du pieu 1. Après avoir ainsi préparé le tube d'injection, on réalise sur une génératrice de l'élément de pieu 1 des orifices dont le diamètre est égal ou très légèrement supérieur au diamètre externe des manchons tubulaires 4 qui ont été soudés sur le tube d'injection 3 et ceci aux emplacements qui correspondent à ceux des valves d'injection que l'on désire placer sur le pieu. On réalise également à partir de la surface externe du pieu un chanfrein sur la périphérie des orifices ainsi réalisés, de manière à per- mettre la soudure des manchons tubulaires comme on le verra plus clairement sur les figures suivantes. Dans une variante le chanfrein peut être réalisé sur l'extrémité du manchon 4. On introduit le tube d'injection 3 muni des manchons 4 à l'inté- rieur de l'élément de pieu 1 et on introduit les manchons tubulaires 4 dans les orifices prévus à cet effet dans la paroi du pieu 1, jusqu'à ce que les MN/JD/AO - CDE 48462 * -5-- 2616463 extrémités desdits manchons 4 viennent affleurer la surface externe du pieu. Grâce au chanfrein, on peut souder l'extrémité des manchons tubulai- res 4 sur la surface externe de la paroi du pieu 1 en assujettissant ainsi d'une manière satisfaisante le tube d'injection 3 sur le pieu. - Sur les figures 2 à 5 qui représentent une valve utilisable avec le procédé et le dispositif qui viennent d'être décrits, on retrouve la paroi du pieu 1 ainsi que le tube d'injection-3 sur lequel un manchon tubu- - laire 4 est soudé en 6 dans l'axe 2 de la valve. On voit sur ces figures comment l'extrémité du manchon tubulaire 4 est engagée dans l'orifice correspondant de la paroi du pieu 1 en étant maintenue par un cordon-de soudure annulaire 7. On voit aussi sur ces figures, comment le noyau 8 de la valve est fixé par vissage de son extrémité intérieure dans l'orifice taraudé 5 prati- qué dans la paroi du tube d'injection 3. Pour faciliter ce vissage, un évidement 9 de section carrée est réalisé dans le noyau 8, du côté extérieur de la paroi du pieu tubulaire. Du coté intérieur, le noyau 8 comporte une cavité tronconique 10 qui débouche à l'intérieur du tube d'injection 3 et qui par des' canaux obliques 11 (dont deux seulement sont visibles sur le dessin) débouche' sur la périphérie externe du noyau 8. La périphérie externe du noyau 8 qui a une forme cylindrique est entourée d'une manchette 12 en caoutchouc présentant une dureté Shore par exemple d'environ 60 elle-même séparée du corps 4 de la valve par une masse annulaire 13 en élastomère poreux présentant une dureté Shore par exemple d'environ 40. - Dans le mode de réalisation représenté, l'extrémité du noyau 8 comporte du côté de la surface externe du pieu quatre organes de retenue 14 qui maintiennent en place la manchette 12 et l'élément tubulaire 13 en élastomère poreux. Pour réaliser le montage de la valve, il suffit après avoir placé sur le noyau 8 la manchette 12 puis la masse annulaire 13 en élastomère poreux, d' engager le noyau 8 à l'intérieur du manchon 4 et de visser l'ex- trémité interne du noyau 8 dans l'alésage 5 de la paroi du tube d'injection 3, ce qui peut être facilement réalisé à l'aide d'un carré s'engageant dans l'évidement 9. On retrouve les différents éléments qui viennent d'être décrits sur la figure 4 qui est une vue en coupe selon l'axe des canaux 11. Lorsqu'on envoit à l'intérieur du tube d'injection 3 du coulis sous pression, ce dernier développe sa pression à l'intérieur de la cavité -6- 26 164.63 et des canaux 11 en repoussant, comme vu sur la figure 5, la manchette 12 vers l'extérieur grâce à la compression de l'élastomère poreux 13. Le coulis sous pression trouve ainsi la possibilité de s'écouler à l'extérieur du pieu en passant à coté des organes de retenue 14, comme cela est indiqué par les flèches sur la figure 5. Dès que la pression à l'intérieur du tube d'injection devient inférieure à celle qui règne à l'extérieur du pieu, la manchette 12 se rétracte en obturant les orifices 11 et l'élastomère poreux 13 vient s'ap- pliquer à nouveau sur la périphérie cylindrique du noyau 8, interdisant ainsi au coulis ou à tout autre liquide qui se trouve à l'extérieur du pieu de suivre le chemin inverse pour pénétrer à l'intérieur du tube d'in- jection. Le coulis peut être amené sous pression au niveau de la valve par un moyen connu constitué par exemple par une ligne d'injection munie de deux obturateurs gonflables qui est descendue dans le tube d'injection. On a représenté sur la figure 6 une variante dont le tube d'injec- tion est constitué par des sous-sections 3 solidaires des supports de valve 4 sur lesquelles viennent s'engager des manchons 3a de plus grand diamè- tre soudés aux extrémités de sous-sections 3b dont la longueur correspon- dant sensiblement à la distance séparant deux sous-sections 3 l'une de l'au- tre. Des joints 15 assurent l'étanchéité et la solidarisation entre les différentes sous-sections qui constituent le tube d'injection. Les joints 15 peuvent être par exemple des joints toriques auto- claves en élastomère de type connu. Cette variante de l'invention présente l'avantage d'isoler l'une de l'autre les différentes sous-sections et d'éviter que lors de la mise en place du pieu les vibrations-ne se répercutent sur les supports de valve dont les soudures pourraient dans certains cas être endommagées. Conformément à l'invention, les joints 15 assurent un maintien suffisant des sous-sections 3 dans les manchons 3a, pour que lors de la mise en place du tube d'injection, l'ensemble constitué par les différentes sous-sections se comporte comme un tube unique. Dans le mode de réalisation représenté, on dispose un raccorde- ment à joint 15 de part et d'autre de chacun des supports de valve 4, mais il est clair que dans une variante de ce deuxième mode de réalisation on pourrait également ne disposer qu'un raccordement à joint 15 entre deux supports de valve 4 consécutifs. On a représenté sur la figure 7 une variante des figures 2 à 5 dans laquelle au lieu que le manchon 4 constitue le corps extérieur de la MN/JD/AO - CDE 48462 -7- 2616463 valve, ce manchon reçoit par vissage une valve 16 qui est un tout unitaire, qui a été monté préalablement à-sa mise en place dans le manchon 4. n a schématiquement représenté sur la figure 8 le second mode de mise en oeuvrede l'invention. On retrouve sur cette figure la paroi -1 du pieu et le tube d'in- jection 3. - - - Dans 'ce mode de mise en oeuvre, le tube 3 est muni d'un-organe de fixation 4a constitué dans le cas présent par une tige pleine qui est fixée de l'extérieur du pieu par un cordon de soudure 6. De l'autre côté, un manchon support de valve 4 est fixé par sou- dure sur le tube 3 autour d'un orifice 5. - Une valve 16 est vissée dans le support. de valve 4 comme expliqué dans -le cas de la figure 7. - Le tube d'injection ayant été ainsi réalisé, il suffit de l'intro- duire à l'intérieur du pieu 1 et d'engager les organes de fixation 4a dans les orifices correspondants de la paroi du pieu pour pouvoir assujet- tir le tube d'injection 3 au pieu grâce aux cordons de soudure 7. Bien entendu, dans ce mode de mise en oeuvre, il est également possible de réaliser le tube d'injection en plusieurs sous-sections, comme -ceia est représenté sur la figure 6. On voit que, grâce à l'invention, il est possible de mettre en place de manière simple, rapide et économique le tube d'injection ainsi que les différentes valves qui doivent être placées dans la paroi du pieu. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils pour- -ront recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. - En particulier il va de soi que les différentes parties du tube d'injection peuvent être réalisées différemment de ce qui a été décrit, notamment en utilisant des pièces de formes telles que des T. - -8- 2616463 REVENDICATIONS- 1. Procédé de fixation d'un tube d'injection et de valves d'injec- tion sur la paroi d'une section de pieu tubulaire, caractérisé par le fait; que l'on fore de place en place, le long d'une génératrice du pieu, des orifices traversant la paroi de ce dernier; que l'on réalise un tube d'injection (3) ayant sensiblement la m8me longueur que celle de la section du pieu (1) ce tube comportant des valves d'injection (16) ou des moyens (4) pour recevoir de telles valves, ainsi que des organes de fixation (4,4a) dont les espacements et les dimensions correspondent à ceux des orifices pratiqués dans la paroi du pieu; que l'on engage le tube d'injec- tion (3) ainsi constitué à l'intérieur du pieu (1) en introduisant les organes de fixation (4,4a), dans les orifices du pieu et qu'à partir de l'extérieur du pieu on soude (7) chaque organe de fixation à la paroi du pieu. - 2. Procédé selon la revendication i, destiné à mettre en place un tube d'injection destiné à injecter un coulis à l'extérieur du pieu, carac- térisé par le fait: que l'on fore radialement le long d'une génératrice du pieu et aux emplacements des valves, une série d'orifices dont le diamètre correspond au diamètre des supports (4) des valves que l'on désire y placer; que l'on réalise le long d'une génératrice du tube d'injection des orifices (5) dont les axes sont espacés des mêmes distances que le sont les orifices réalisés dans la paroi (1) du pieu tubulaire; que dans l'axe de chacun de ces orifices l'on soude le support (4) d'une valve sur le tube d'injection (3); que l'on engage le tube d'injection (3) ainsi muni des supports de valve (4) à l'intérieur du pieu (1) en faisant sortir chacun des supports de valve (4) dans un des orifices pratiqués dans la paroi du pieu; qu'à partir de l'extérieur du pieu (1) on soude chacun des supports de valve (4) sur la paroi (1) du pieu, lesdits supports servant d'organes de fixation; et que l'on fixe dans chaque support de valve (4) les élé- ments (8,12,13) qui constituent la valve proprement dite. 3. Procédé selon la revendication 1, destiné à mettre en place un tube d'injection destiné à injecter un coulis à l'intérieur du pieu, carac- térisé par le fait: que l'on fore radialement le long d'une génératrice du pieu une série d'orifices; que l'on fixe le long d'une génératrice du tube d'injection une série d'organes de fixation (4a) dont les dimensions et les espacements correspondent à ceux des orifices pratiqués sur la paroi du pieu; que l'on fixe sur le tube d'injection des valves d'injection (16) débouchant vers -l'intérieur du pieu, ou des supports (4) pour de telles valves; que l'on engage le tube d'injection à l'intérieur du pieu en intro- duisant les organes de fixation (4a) dans les orifices pratiqués dans la MN/JD/AO - CDE 48462 -9- 2616463 paroi du pieu; et que l'on soude (7) à partir de l'extérieur du pieu des organes de fixation (4a) à la paroi (1) du pieu. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3-, caractérisé par le fait que pour faciliter la soudure externe -du manchon tubulaire (4) ou de l'organe de fixation (4a) dans la: paroi du pieu-(1),-on pratique sur la face interne de cette dernière- et/ou' sur la face externe du support de valve (4) ou de l'organe de fixation (4a), -un chanfrein au niveau de la soudure (7) qui maintient le support tubulaire (4) ou l'organe de fixation (4a).- - Procédé selon -l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le tube d'injection est réalisé en une seule section (fig.4). 6- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le tube d'injection est réalisé en plusieurs soussections (fig.6) dont certaines (3) sont solidaires des supports de valve (4) ou des organes de-fixation (4a) et dont les autres- (3b) sont reliées aux pre- mières par des manchons (3a) avec interposition de joints d'étanchéité (15). 7 - Dispositif d'injection de coulis-au voisinage de la paroi d'un pieu tubulaire enfoncé dans le sol, caractérisé par le fait qu'il est obtenu par le procédé selon au moins une des revendications 1 à 6. 8. Pieu caractérisé par le fait qu'il a été fixé dans le sol par injection -de coulis par le procédé selon l'une quelconque des- revendications 1 à 6;-