Brevet FR2624197A1 — publié le 19890609

La présente invention concerne un procédé pour nettoyer une tarière. La présente invention concerne également un dispositif pour nettoyer une tarière. La présente invention concerne encore une machine de forage par tarière. Le forage du sol par tarière généralement en vue de réaliser des pieux enterrés, consiste à visser dans le sol un forêt de grande dimension, ou tarière, dont l'extrémité supérieure est montée rotativement dans un support coulissant le long d'un mât parallèle à la tarière. Le support porte un moteur qui entraine la tarière en rotation autour-de son axe. Au cours du vissage dans le sol,le support coulisse le long du mât. Une fois que la profondeur désirée est atteinte, on remonte la tarière sans la faire tourner conformément à certaines recommandations relatives à l'exécution des pieux. Toutefois, il est ensuite nécessaire, de nettoyer la tarière, c'est-à-dire d'éliminer les déblais retenus entre les spires de la tarière. A cet effet, le FR-B- 2 563 861 propose une lame racleuse que l'on engage, avant d'extraire la tarière du sol, entre deux spires successives de la tarière situées au-dessus du sol. Lors de la remontée, un mécanisme entourant la tarière fait tourner la lame autour de l'axe de la tarière avec une vitesse angulaire telle que ia lame fait un tour lorsque la tarière remonte d'un pas de ses spires hélicoïdales, et ce dans un sens tel que le mécanisme reste à hauteur sensiblement constante par rapport au mât. Ainsi, la lame balaie l'espace hélicoïdal compris entre les spires et nettoie cet espace.Bien que le mécanisme reste au voisinage du sol lors de cette opération, le FR-B- 2 563 861 prévoit cependant pour le mécanisme une possibilité de coulissement le long du mat, en vue de compenser par variation de hauteur du mécanisme l'erreur possible sur le rapport entre la vitesse de rotation du mécanisme et la vitesse de remontée de la tarière. Ce dispositif connu a divers inconvénients. Il est complexe et coûteux, en particulier il nécessite un entraînement en rotation à vitesse déterminée, ce qui est un problème pour du matériel travaillant dans un environnement très agressif. La fiabilité du dispositif est donc douteuse. De plus, par définition, ce dispositif provoque la retombée des déblais sur la tête du pieu qui vient en général d'être effectué par injection de béton à l'extrémité de la tarière lors de sa remontée, et pollue le béton. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. Suivant l'invention, le procédé pour nettoyer une tarière que l'on a vissée dans le sol pour y effectuer un forage et que l'on extrait du sol sensiblement sans rotation, dans lequel on engage entre deux spires de la tarière une lame racleuse montée de manière coulissante sur un mat sensiblement parallèle à l'axe de la tarière, puis on fait tourner l'une par rapport à l'autre la tarière et la lame racleuse autour de l'axe de la tarière de manière que la lame racleuse élimine d'entre les spires le terrain qui y a été emprisonné lors du vissage est caractérisé en ce qu'on effectue la rotation relative après extraction de la tarière, par rotation de la tarière autour de son axe tandis que la lame racleuse est sensiblement immobilisée en rotation autour dudit axe et coulisse le long du mât. Ainsi, la lame racleuse n'a pas besoin de tourner autour de l'axe de la tarière, et encore moins de tourner à une vitesse qui soit dans un rapport déterminé par rapport à la vitesse de translation de la tarière le long du mât. De plus, comme le nettoyage n'est plus directement lié à l'extraction de la tarière, il est possible de déplacer latéralement la tarière après sa remontée pour que le nettoyage ait lieu à l'écart du forage. Suivant un autre aspect de l'inve-ntion,-le dispos tif pour nettoyer une tarière montée avec possibilité de rotation autour de son axe parallèle à un mât, le dispositif comprenant une lame racleuse montée avec possibilité de coulissement le long du mat et de déplacement transversalement au mât entre une position de raclage dans laquelle elle est engagée entre deux spires de la tarière et une position de repos dans laquelle elle est dégagée des spires de la tarière, est caractérisé en ce que la lame racleuse a le long du mât une course de coulissement qui est au moins de l'ordre de grandeur de la profondeur de forage permise par la tarière, et en ce qu'au moins en position de raclage la lame racleuse est immobilisée à l'égard des rotations autour de l'axe de la tarière. Suivant un troisième aspect de l'invention, la machine de forage par tarière comprend un mât, un support de tarière monté coulissant sur le mât et portant des moyens moteurs et une tarière qui s'étend parallèlement au mat et qui est couplée aux moyens moteurs pour rotation autour d'un axe de la tarière, une monture montée coulissante sur le mat au voisinage latéral de la tarière, une lame racleuse portée par la monture avec possibilité de déplacement entre une position de raclage dans laquelle elle est engagée entre deux spires de la tarière et une position de repos dans laquelle elle est dégagée des spires de la tarière, est caractérisée en ce que la monture a le long du mat une course de coulissement dont les deux extrémités sont l'une voisine du support et l'autre voisine d'une extrémité inférieure du mât, et en ce qu'au moins en position de raclage, la lame racleuse est immobilisée à l'égard des rotations autour de l'axe de la tarière. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ciaprès. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue partielle en élévation d'une machine de forage selon l'invention - la figure 2 est une vue selon la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1 - les figures 4, 5 et 8 à 11 sont des vues analogues à la figure 1, mais à plus petite échelle et à différents stades du procédé - la figure 6 est une vue analogue à la figure 3, mais prise lorsque la lame racleuse est engagée entre deux spires de la tarière ; et - la figure 7 est une vue en élévation, à échelle agrandie, de la lame racleuse engagée entre deux spires de la tarière. Comme le montre la figure 1, une machine de forage par tarière comprend un mât vertical 1, qui, comme représenté à la figure 10, peut êre porté par un engin chenillé 2. Un support 3 peut coulisser le long du mât 1 à la manière d'un coulisseau le long d'une glissière. Le suport 3 porte une tarière 4 dont l'axe central est parallèle à la direction longitudinale du mât 1. Une extrémité supérieure 6 de la tarière 4 est montée dans le support 3 avec possiblité de rotation autour de l'axe de la tarière 4. La tarière 4 peut être entraînée en rotation dans les deux sens autour de son axe central par couplage de son extrémité 6 avec un moteur 7 porté par le support 3. La tarière 4 comprend un ftt central 5 autour duquel est soudée une lame hélicoldale 8. Pour pratiquer dans le sol 9 un forage 11, l'extrémité inférieure libre 12 de la tarière 4 est amenée en contact avec le sol, tandis que le moteur 7 est mis en rotation dans le sens du vissage de la lame 8 dans le sol (flèche 13 à la figure 1). Une fois que la profondeur désirée est atteinte (figure 4), la tarière 4 est extraite verticalement du sol tout en étant immobilisée en rotation autour de son axe. Cette remontée de la tarière est assurée par un treuil 16 commandant un câble 14 auquel le support 3 est suspendu. Le treuil 16 est porté par l'engin 2. Entre le treuil 16 et le support 3, le câble 14 contourne une poulie de renvoi 17 montée au sommet du mat 1. Il est également possible que le fAt central 5 de la tarière 4 soit tubulaire et constitue un conduit d'injection de béton au fond du forage 11 lors de la remontée de la tarière, le béton sous pression aidant alors à ladite remontée. Comme représenté à la-figure 9, lorsque la tarière est entièrement extraite du forage 11, elle est chargée de déblais 18 prisonniers entre ses spires. Il importe d'éliminer ces déblais pour éliminer les risques liés à leur éventuelle chute spontanée et pour éviter qu'ils ne grèvent l'efficacité de la tarière lors du forage suivant. A cet effet, une monture 19 est montée de manière coulissante sur le mât 1 entre le support 3 et l'extrémité inférieure du mat 1. La monture 19 peut donc coulisser tout le long du mât 1 si le support 3 est à son altitude maximale le long du mat 1. La course de coulissement de la monture 19 est donc sensiblement la même que celle du support 3 et elle est donc au moins égale à la profondeur maximale de forage permise par la machine A l'extrémité inférieure du mât 1, la course de coulissement de la monture 19 est limitée par deux butées 21. Une lame racleuse 22 est articulée à la monture 19 selon un axe 23 parallèle au mât 1 et à l'axe central de la tarière 4. La lame racleuse 22 est mobile par pivotement autour de l'axe 23 entre une position de repos (figure 3) dans laquelle elle est écartée de la tarière 4, et en particulier de l'intervalle hélicoïdal délimité par la lame 8 autour du fat 5, et une position de raclage (figure 6) dans laquelle une région active 24 de la lame 22 est engagée dans l'espace hélicoidal précité entre deux spires successives de la lame hélicoïdale 8. La région active 24 s'étend alors selon un plan sensiblement axial de la tarière 4. La lame racleuse 22 comprend en outre une région de liaison 26 qui est articulée directement à la monture 19 par l'axe 23 et relie ce dernier à la région active 24, avec laquelle elle forme sensiblement un angle droit. En position de raclage (figure 6), la région de liaison 26 est adjacente à la monture 19. Toujours dans la position de raclage, l'axe 23 est situé avant la région active 24 relativement au sens circonférentiel 27 (figure 6) autour de l'axe de la tarière 4. Le sens circonférentiel 27 est opposé au sens circonférentiel 13 de vissage dans le sol 9. Compte tenu de cette disposition, les efforts de frottement entre la tarière 4 et la région active 24 de la lame 22 en position de raclage lorsque la tarière 4 est entraînée en rotation dans le sens 27 se traduisent par un appui de la région de liaison 26 en butée contre la monture 19. La région active 24 porte à son extrémité libre dirigée, en position de raclage, vers l'axe de la tarière 4, une brosse métallique 28 (figure 7) plus particulièrement destinée au nettoyage du fût central 5. La brosse 28, qui est seule en contact avec le fat 5, peut fléchir suffisamment pour franchir les raccords surépaissis 29 que présente le fat 5 lorsque la tarière 4 est réalisée par montage bout à bout de tronçons modulaires. Il est en outre prévu des moyens pour verrouiller amoviblement la lame racleuse 22 en position de raclage. Dans l'exemple représenté, ces moyens comprennent deux oreilles 31 (figure 7) portées par la lame 22 au voisinage de la face convexe du raccord t angle droit entre la région active 24 et la région de liaison 26. En position de raclage, les deux oreilles 31 reçoivent entre elles un bossage 32 de la monture 19, qui est traversé par un alésage, lequel est alors aligné avec des alésages des oreilles 31. Une tige de verrouillage 33 peut ainsi être engagée dans les alésages alignés de manière à retenir la lame 22 en position de verrouillage. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de nettoyage de la tarière, et en même temps le procédé selon l'invention. Lors de l'étape de vissage de la tarière dans le sol, la lame 22 est en position de repos (figure 3). Lorsque l'on a atteint la profondeur de forage désirée et avant d'entreprendre la remontée de la tarière, on fait pivoter la lame de raclage 22 de sa position de repos à sa position active. On engage sans difficulté la lame racleuse 22 entre les spires, puisqu'il s'agit de spires situées au-dessus du sol et par conséquent non encombrées par des déblais. On verrouille ensuite la lame racleuse 22 en position de raclage au moyen de l'axe 33. On remonte ensuite la tarière comme il a été dit plus haut (figure 8). Ce mouvement de remontée de la tarière entraîne la lame racleuse en coulissement le long du mât dans le sens ascendant. On poursuit la remontée jusqu'à ce que la tarière 4 soit entièrement dégagée du forage 11 (figure 9). A ce stade, comme représenté à la figure 10, l'engin 2 déplace latéralement la tarière 4 et l'écarte ainsi du forage 11. La tarière 4 est toujours chargée des déblais et la lame racleuse 22 est toujours en position active. Ensuite, comme représenté à la figure 12, on met le moteur 7 en fonctionnement pour faire tourner la tarière 4 dans le sens 27 contraire au sens de vissage dans le sol. Comme le lame 22 est empêchée de tourner avec la tarière 4 autour de l'axe central de cette dernière, puisque ladite lame 22 est fixée à la monture 19 par l'axe 23, par les moyens de verrouillage 31, 32 et par l'appui de la région de liaison 26 contre la monture 19 sous l'effet des frottements avec la tarière 4, la rotation de la tarière 4 provoque le déplacement de la lame 22 et de la monture 19 qui la porte le long du mat 1 dans le sens descendant. Au fur et à mesure de cette descente, la lame 22 racle les déblais 18 et les fait tomber sur le sol en un tas 34. Lorsque la lame 22 atteint l'extrémité inférieure du mât 1, on ôte l'axe 33, et on ramène la lame 22 en position de repos. A ce stade, la machine est prête pour le forage suivant. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. Les mouvements de la lame 22 autour de l'axe tels que 23, et son éventuel verrouillage en position de raclage peuvent être commandés par exemple par des vérins. De toute façon, le verrouillage en position de raclage n'est pas absolument indispensable, il sert surtout à éviter le retour de la lame en position de repos lors de la remontée de la tarière. Par contre, lors de l'opération de nettoyage proprement dite, il suffit que, comme dans l'exemple décrit et représenté, les forces de frottement dues au nettoyage tendent à faire avancer la lame au-delà de sa position de raclage. On pourrait également envisager que la lame ne soit engagée entre les spires de la tarière que lorsque la tarière a été extraite du forage. La lame serait alors engagée entre des spires voisines de l'extrémité libre de la tarière et, par mouvement de rotation de la tarière dans le sens du vissage, on provoquerait ensuite la remontée de la lame jusqu'au voisinage du support tel que 3. Une fois le nettoyage terminé, la lame est dégagée de la tarière et coulisse vers l'extrémité inférieure du mat sous l'effet de son propre poids avec interaction éventuelle de moyens de ralentissement de la chute. REVENDICATIONS 1. Procédé pour nettoyer une tarière (4) que l'on a vissée dans le sol (9) pour y effectuer un forage (11) et que l'on extrait du sol (9) sensiblement sans rotation,dans lequel on engage entre deux spires de la tarière (4) une lame racleuse (22) montée de manière coulissante sur un mât (1) sensiblement parallèle & l'axe de la tarière (4), puis on fait tourner l'une par rapport à l'autre la tarière (4) et la lame racleuse (22) autour de l'axe de la tarière (4) de manière que la lame racleuse (22) élimine d'entre les spires le terrain qui y a été emprisonné lors du vissage, caractérisé en ce qu'on effectue la rotation relative après extraction de la tarière (4), par rotation de la tarière (4)autour de son axe tandis que la lame racleuse (22) est sensiblement immobilisée en rotation autour dudit axe et coulisse le long du mat (1). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on engage la lame racleuse (22) entre les spires de la tarière (4) avant extraction de la tarière (4), de façon que la lame racleuse (22) soit entraînée en coulissement le long du mât (1) par la tarière (4), puis après extraction de la tarière (4), on fait tourner la tarière (4) dans le sens provoquant le déplacement de la lame racleuse (22) vers une extrémité libre de la tarière (4). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on déplace latéralement la tarière (4) après avoir extrait la tarière (4) du sol (9) et avant de mettre la tarière en rotation. 4. Dispositif pour nettoyer une tarière (4) montée avec possibilité de rotation autour de son axe parallèle à un mât (1), le dispositif comprenant une lame racleuse (22) montée avec possibilité de coulissement le long du mât (1) et de déplacement transversalement au mât (1) entre une position de raclage dans laquelle elle est engagée entre deux spires de la tarière (4) et une position de repos dans laquelle elle est dégagée des spires de la tarière (4), caractérisé en ce que la lame racleuse (22) a le long du mât (1) une course de coulissement qui est au moins de l'ordre de grandeur de la profondeur de forage permise par la tarière (4), et en ce qu'au moins en position de raclage la lame racleuse (22) est immobilisée à l'égard des rotations autour de l'axe de la tarière. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lame racleuse (22) comprend une région active (24) et, entre la région active (24) et un axe (23) d'articulation à la monture (19), une région de liaison (26) qui est adjacente à la monture (19) lorsque la lame (22) est en position de raclage, lteffort de raclage tendant à appliquer la région de liaison (26) en butée contre la monture (19). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par des moyens (31, 32, 33) pour verrouiller amoviblement la lame-racleuse (22) en position de raclage. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par une brosse (28) fixée à l'extrémité libre de la lame racleuse (22) pour nettoyer un fut central (5) de la tarière (4). 8. Machine de forage par tarière, comprenant un mât (1), un support (3) de tarière (4) monté coulissant sur le mât (1) et portant des moyens moteurs (7) et une tarière (4) qui s'étend parallèlement au mât (1) et qui est couplée aux moyens moteurs (7) pour rotation autour d'un axe de la tarière, une monture (19) montée coulissante sur le mât (1) au voisinage de la tarière (4), une lame racleuse (22) portée par la monture (19) avec possibilité de déplacement entre une position de raclage dans laquelle elle est engagée entre deux spires de la tarière (4) et une position de repos dans laquelle elle est dégagée des spires de la tarière, caractérisé en ce que la monture (19) a le long du mât (1) une course de coulissement dont les deux extrémités sont l'une voisine du support (3) et l'autre voisine d'une extrémité inférieure du mât (1), et en ce qu'au moins en position de raclage, la lame racleuse (22) est immobilisée à l'égard des rotations autour de l'axe de la tarière.