Brevet FR2635346A1 — publié le 19900216

Procédé et dispositif immergé de curage de canaux en eau. DESCRIPTION La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif immergé de curage des fonds de canaux en eau, dont une berge au moins est aménagée pour le passage d'un véhicule. Le secteur technique de l'invention est celui de la fabrication de matériel de pompage pour liquide chargé à forte et moyenne densité. Une des applications de l'invention est l'évacuation des boues, des débris et des herbes qui envahissent le fond des canaux d'amenée des eaux. On connait déjà des dispositifs de dragage et de curage qui permettent d'extraire certaines salissures qui se développent sur les fonds sous-marins, dans les ports, les bassins et les cours d'eau. La plupart de ces dispositifs comportent une pompe émergée ou immergée qui aspire à travers une manche et une crépine d'aspiration, qui est mise en oeuvre en général depuis un support flottant placé au-dessus et dont le déplacement permet celui de ladite crépine. Afin de pouvoir évacuer des débris de toutes sortes, il est utilisé essentiellement des pompes centrifuges du type Vortex, et la crépine d'aspiration faisant suceuse est équipée de différents systèmes suivant le type de curage envisagé - si les matériaux évacués sont compacts, on désagrège ceux-ci par une sorte de trépan ou un système à couteaux, monté sur arbre ou une vis sans fin à travers la crépine : cette technique est utilisée par les services maritimes pour draguer et même creuser des chenaux t'accès portuaire; - si les matéiraux sont assez fluides, on se contente de crépine ayant des orifices maximum de passage compatibles avec la capait; de la pompe et des tuyauteries; - si les matériaux sont hétérogènes et comportent des éléments filamenteux, tels que des algues ou des roseaux, on utilise des dispositifs comme le faucardage pour les algues seules et de type rotobroyeur tel que celui décrit dans le brevet d'invention NO. 2.565.611 du 08 Juin 1984, déposé par la société ASTECH INDUSTRIE, inspiré lui-même des machines à couper les herbes. Pour des extractions de dépôts non compacts et à des profondeurs d'eau assez importantes, on peut également utiliser des systèmes à injection d'air sous pression au voisinage de l'orifice d'extrémité : la détente et la remontée brutale de l'air vers la surface entraîne alors tous les matériaux dans le conduit d'évacuation, même assez lourds, sans besoin de crépine à orifice calibré, ni de pompe d'aspiration. Ces systèmes nécessitent cependant la présence de plongeurs pour guider l'orifice d'aspiration et peuvent être dangereux. Chacun des dispositifs ci-dessus correspond en fait à un type de curage particulier et aucun n'est adapté au problème spécifique du nettoyage des canaux, spécialement ceux d'amenée d'eaux claires. En effet, tout ceux qui assurent un grand débit, ce qui est nécessaire pour la rapidité des opérations, et permettent l'évacuation de matériaux compacts et/ou hétérogènes,sont montés en général sur un support flottant. En outre, ce grand débit entraîne en fait une grande quantité d'eau inutile en plus des salissures à évacuer, compliquant ensuite les systèmes de filtrage, grévant l'efficacité de l'ensemble et gaspillant une partie de l'eau. De plus, quand on se trouve sur des fonds vaseux ou sablonneux ànettoyer, ce qui est le cas de la majorité des canaux, ce brassage de grande quantité de liquide, proportionnellement important par rapport à la quantité de salissure entraînée, soulève tout autour de l'aspiration des particules de vase ou de sable, et empêche toute visibilité, nécessaire pour le contrôle du travail. Si on cherche à utiliser alors de faibles débits, la configuration des systèmes de pompage est telle que ceux-ci s'encrassent rapidement, les salissures n'étant plus évacuées et restant dans les tuyauteries et les carters. Ainsi, tous les dispositifs existants et utilisés à ce en eau jour sur divers chantiers, surtout pour le nettoyage des canaj,ne donnent pas satisfaction, sct à cause d'une mise en oeuvre trop lourde et chère, soit à cause d'un manque d'efficacité et/ou de rendement d'ensemble, soit à cause d'arrêts techniques fréquents par blocage des pompes ou des crépines, soit à cause de la lenteur des opérations ou des perturbations occasionnées dans l'exploitation des canaux, soit à cause de zones restantes non ou mal nettoyées. Le problème posé est de pouvoir nettoyer le fond des canaux de tout dépôt, tel que algues, herbes, vase, petits débris, avec une grande rapidité, un entraînement d'une quantité d'eau, la plus faible possible, une turbidité acceptable, une fiabilité de marche quelles que soient les dépôts rencontrés, des moyens de mise en oeuvre facile à trouver et une bonne efficacité sur toute la zone à nettoyer. Une solution au problème posé est un procédé de curage de canaux, dont au moins une berge est aménagée pour le passage d'un engin mobile terrestre, muni d'un bras articulé, de type grue ou pelle mécanique automotrice, caractérisé en ce que - on suspend à l'extrémité dudit bras articulé un dispositif de curage comportant un carter d'aspiration raccordé à toute pompe d'aspiration et pouvant rouler sur le fond dudit canal, lequel dispositif est relié au bras par une articulation d'axe parallèle ou perpendiculaire à l'axe d'écoulement du canal; - on place un déflecteur en avant de-l'aspiration et on l'oriente d'un angle permettant une bonne mise en vitesse de l'eau aspirée, de coucher les herbes et de protéger le dispositif; - on descend ledit dispositif sur le fond dudit canal et on met tous les moteurs d'entraînement en route;; - on évacue les dépôts vers tout système de rejet ou de filtrage et on fait avancer l'engin mobile parallèlement à l'axe du canal le long de la berge, quel que soit l'état du profil de celle-ci et on maintient par tout moyen permettant un mouvement vertical, le dispositif en contact avec le fond. Une autre solution au problème posé est un procédé de curage tel que décrit ci-dessus et tel que l'on règle l'ouverture d'aspiration du carter en fonction de l'épaisseur et de la densité des dépits à aspirer, et on ajuste le débit d'aspiration de la pompe, lequel débit doit rester supérieur en tout point du circuit d'aspiration et de refoulement à celui correspondant à une vitesse de circulation de l'eau supérieure à celle d'autocurage. Une autre solution au problème posé est un dispositif immergé de curage de canaux comportant des appuis, de tout type connu, pouvant rouler sur le fond desdits canaux et réglables en hatueur par rapport à leur structure support, un carter comportant une face ouvrante d'aspiration et contenant un rotor à couteaux articulés, et une pompe aspirante-refoulante, associée et reliée audit carter, caractérisé en ce quTil comprend une bride de fixation permettant par tout moyen relié à un engin mobile situé sur une berge dudit canal, dans un plan perpendiculaire à l'axe de celui-ci et passant par ladite bride, de soulever ou de déplacer sur le fond ledit dispositif, laquelle bride comporte une articulation suivant un axe toujours parallèle à celui de la direction dudit canal et reliée à ladite structure support par tout système permettant son déplacement relatif dans le plan vertical par rapport auxdits appuis, lesquels appuis sont situés en arrière dudit carter d'aspiration. Selon un premier mode de réalisation, ladite pompe aspirante-refoulante est une pompe centrifuge reliée audit carter par un conduit qui peut être vertical, le plus court possible et dont la section diminue en convergeant vers la pompe, laquelle section est déterminée en fonction du débit de ladite pompe pour que les vitesses des dépôts aspirés à travers le carter soient toujours supérieures à la vitesse minimum d'autocurage correspondant à la densité desdits dépôts pour un débit minimum fixé. Selon un deuxième mode de réalisation, ladite face ouvrante du carter comporte un capot coulissant et réglable verticalement par tout moyen connu, par exemple de type vérin, de telle façon que la section d'entrée peut être ajustée en fonction de la densité et de ltépaisseurdesdits dépôts à aspirer. Le résultat est un nouveau procédé et dispositif de curage et de dragage de canaux dont une berge au moins est aménagée pour le passage dudit engin mobile terrestre. Les avantages d'un tel procédé et dispositif sont multiples car ils permettent le nettoyage des fonds de canaux avec un support mobile terrestre très classique, de type pelle mécanique, donc peu onéreux et facile à mettre en oeuvre. Cet engin mobile peut avancer assez vite et permet un positionnement assez précis du dispositif qui reste posé au fond, même si le chemin de roulage n'est pas régulier. Le choix des systèmes connus de pompage centrifuge et de rotor à couteauxdansle carter d'aspiration permet le curage des algues, herbes et petits débris et le dispositif selon l'invention ne dégrade pas la turbidité, évite le gaspillage d'eau inutile aspirée et ne s'encrasse pas, permettant d'effectuer les opérations de nettoyage avec une bonne fiabilité et un bon rendement. La compacité de l'ensemble du dispositif avec, de préférence la pompe fixée directement sur le conduit convergent au-dessus du carter pour éviter tout problème de cavitation et pour diminuer les pertes de charges, facilite l'amorçage de la pompe et dont: la mise en oeuvre. Parmi tous les systèmes connus à ce jour, aucun ne permet une efficacité aussi intéressante et les essais et les chantiers effectués par les utilisateurs en particulier par la Société du CANAL DE PROVENCE, spécialiste en la matière le prouvent. Le dispositif suivant l'invention est également très simple et facile d'entretien. La description ci-après se réfère aux dessins qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation du dispositif suivant l'invention qui est donné à titre d'illustration, mais d'autres réalisation peuvent être envisagées. La figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un canal lors de la mise en oeuvre d'un dispositif de curage suivant le procédé de l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe longitudinale d'un canal en cours de nettoyage par un dispositif suivant l'invention. La figure 3 représente une vue de côté d'un dispositf immergé de dragage et de curage. La figure 1 est une coupe transversale d'un canal 1 de section quelconque, dont le fond 14 est recouvert de dépôts 16 que lton veut évacuer. En général, ces dépôts sont constitués de vase, d'herbes ou d'algues et de quelques débris (cailloux etc...), rendant difficile l'utilisation de système de pompage traditionnel. Le procédé et le dispositif de la présente invention permettent d'effectuer cette opération de nettoyage, sans vider l'eau du canal, ni la troubler. Il est nécessaire cependant qu'une des berges 13 dudit canal permette le déplacement d'un support terrestre quelconque 2 longitudinalement suivant l'axe du canal, même si la surface de cette berge 13 n'est pas absolument parallèle et à hauteur constante d, par rapport au niveau du fond du canal 14. On équipe ledit support 2, s'il ne l'est pas par construction, comme peuvent l'être une pelle mécanique ou une grue, d'un bras articulé 3, permettant d'étendre sont extrémité sur tout ou partie de la largeur du canal et à toute hauteur, entre les niveaux de la berge 13 et du fond 14. On suspend à cette extrémité un dispositif de curage et de dragage tel que décrit dans la figure 3, par l'intermédiaire d'une articulation 4 permettant une rotation autour d'un axe parallèle à celui du canal. Afin de maîtriser ce mouvement, cette articulation peut comporter un système amortisseur 27 de tout type connu comme au moins un ressort ou un vérin reliant le bras 3 au dispositif de curage. Ce système freine le mouvement de rotation de part et d'autre de la position correspondant à un appui correct de travail du dispositif sur le fond 14, quelle que soit l'inclinaison définie avant la mise en oeuvre de celui-ci dans le sens transversal. Dans un autre mode de réalisation, ledit système amortisseur 27 peut être remplacé par un vérin réglable, en cours d'opération, par une commande hydraulique par exemple, asservie ou manuelle, pour changer l'angle ss de ladite articulation 4 formé entre l'axe du bras et l'axe du dispositif, en fonction de la variation de celui a formé entre la surface 14 à nettoyer et ledit moyen ou bras 3 > reliant le dispositif au support terrestre 2, de telle façon que ledit dispositif repose toujours en appui correct de travail sur le fond 14, même si celui-ci est incliné, en particulier si on veut nettoyer les bords 28 en pente du canal. Il faut pour cela en effet que la somme des deux angles a et ss scit toujours égale à 90". On descend le dispositif de curage sur le fond 14 à une distance à définir par rapport au support terrestre, afin de pouvoir effectuer ensuite des passes successives parallèles sur toute la largeur du canal et à des distances environ égales à la largeur Q du dispositif d'aspiration. Comme décrit dans les figures suivantes 2 et 3, les dépôts 16 sont aspirés par une pompe 12 pour être renvoyés vers tout système de rejet ou de filtrage 29. On peut récupérer éventuellement une partie de l'eau une fois filtrée, bien que le présent procédé permette de ne pomper que très peu d'eau propre et donc de ne pas gaspiller celle-ci La pompe 12 est figurée ici sur le dispositif immergé pour améliorer son efficacité, mais dans un autre mode de réalisation, elle pourrait être à terre sur la berge. La partie comprenant l'ouverture d'aspiration qui passe au plus près du fond 14, peut être équipée de tout système broyeur et émulsionneur pour faciliter l'aspiration des débris par la pompe 12, comme décrit dans la figure 3. Dans un mode de réalisation préférentiel, ladite pompe aspirante refoulante 12 et ledit système broyeur, tel que par exemple un rotor à couteaux articulés, sont entraînés par des moteurs hydrauliques immergés 231 et 232 respectivement par l'intermédiaire de tout système connu d'accouplement 24 et de transmission 25. La figure 2 représente une vue en coupe longitudinale du canal 1 en cours de nettoyage des dépôts 16, après la mise en place du dispositif suivant l'invention tel que décrit dans la figure 1, sur le fond 14. Le support terrestre 2 se déplace longitudinalement sur la berge 13 en maintenant son bras 3 à distance constante du bord. Le dispositif de curage avance également sur ses appuis roulants 7 et suit la pente transversale variable éventuelle du fond, grâce à l'articulation 4 reliant le bras support 3 à la platine d'accrochage 5, solidaire du dispositif. Cette dite platine 5 est elle-même mobile verticalement grâce à tout système 6 permettant son déplacement vertical relatif, par rapport aux roues 7. Ceci peut être réalisé par un système à glissière, comme représenté sur la figure ou un parallélogramme déformable, et pour éviter tout risque de basculement, ce système peut être placé au-dessus du centre de gravité de l'ensemble du dispositif. Ici, il a été représenté sur l'arrière, pour simplifier le dessin et pour montrer un autre exemple de réalisation. Ceci permet ainsi au dispositif de rester toujours en contact avec le fond 14, même si la hauteur d entre la berge 13 et le fond 14 varie en cours de l'avancement, en particulier si la surface de roulage de la berge n'est pas plane et dans la mesure où cette variation est inférieure à celle du débattement maximum du système 6. Par ailleurs, les roues 7 peuvent être également réglables en hauteur pour ajuster la hauteur du dispositif par rapport au fond et ne pas risquer éventuellement des blocages,surtout si la hauteur des dépôts est importante. Ces roues sont placées préférentiellement en arrière de l'aspiration 10 pour qu'elles puissent rouler plus facilement sur un fond déjà dégagé, et peuvent etre remplacées par tout autre appui de guidage, tel que des galets ou des rouleaux ou cylindres, en fonction de la pression d'appui possible du sol. La figure 3 représente une vue de côté d'un dispositif immergé de dragage et de curage. Ce dispositif peut être celui utilisé dans le procédé suivant l'invention tel que défini dans les figures 1 et 2, mais un autre dispositif différent peut être aussi utilisé. Celui décrit dans la présente figure est un mode de réalisation préférentiel utilisant, d'une part, des composants connus, et d'autre part, des équipements nouveaux suivant l'invention. Le dispositif comprend donc une articulation 4, montée sur un jeu de brides 5 pour l'accrochage du bras de manutention tel que décrit précédemment. Ce jeu de brides 5 peut être démontable, pour être tourné éventuellement de 900, si l'on veut assurer un nettoyage du fond en déplaçant le dispositif transversalement au canal, le support terrestre étant immobile et manoeuvrant son bras d'un bord à l'autre du canal. Ce procédé de nettoyage est une variante possible de celui décrit précédemment. Le dispositif repose sur le fond 14 et peut avancer grâce à ses appuis roulants 7, réglables en hauteur par rapport à son support 8, pour ajuster la hauteur du carter d'aspiration 9 en fonction de l'épaisseur des dépôts 16 à évacuer et de leur portance ou capacité à supporter une charge. La bride 5 et les appuis 7 réglés par rapport au support 8, sont reliés par ailleurs à un système 6, par exemple de type à glissières ou parallélogramme déformable permettant une variation de distance entre les deux comme décrit dans la figure 2. Ce système 6 peut être agencé dans un mode de réalisation particulier pour permettre également une variation de distance dans le plan horizontal pour nettoyer par exemple sous un ouvrage. Les supports 8 et 6 maintiennent la partie aspiration devant eux, laquelle partie comprend dans la présente version, une pompe 12 centrifuge refoulant les dépôts dans un conduit d'évacuation 29, le carter d'aspiration proprement dit 9 ayant son ouverture 10 orientée vers les dépôts à aspirer 16, et un conduit vertical de liaison 15. Le carter 9 peut être équipé d'un rotor 11 à couteaux articulés de type connu, qui permet le brassage des dépôts en émulsion et l'arrachage et le hachage des herbes, et dont les couteaux s'effacent en cas de débris durs, sans risque de détérioration. En cas de blocage, la faible inertie de l'ensemble rotor à couteaux et rotor du moteur hydraulique n'entraîne pas en effet d'efforts élevés. La face ouvrante 10 comporte un capot 17 coulissant le long de celle-ci verticalement et réglable par tout moyen connu 18, par exemple de type vérin, de telle façon que sa section d'entrée peut etre ajustée en fonction de la densité et de l'épaisseur des dépôts 16 en relation avec le débit de la pompe 12. Ledit capot 17 supporte, d'une manière connue, un panneau 19 déflecteur, situé en avant de l'ouverture 10, monté articulé sur le bord inférieur 20 du capot, avec une inclinaison réglable, par tout moyen connu 21, par exemple de type ridoirs ou vérins, et dont la surface inférieure 22 faisant face aux dépôts, a une courbure de forme convexe. Ceci permet de coucher les herbes, d'améliorer la mise en vitesse dans l'ouverture d'aspiration 10 et de protéger le carter. Le conduit reliant ledit carter avec l'entrée de la pompe 12 est le plus court possible, pour améliorer l'efficacité de celle-ci et rendre l'ensemble compact. La position verticale est préférentiellement choisie pour cela, mais le conduit peut être aussi incliné, dans un autre mode de réalisation. Afin d'assurer l'écoulement des fluides et d'adapter les sections, ce conduit 15 est un convergent dont la section diminue donc depuis l'entrée 26 couplée au carter 9, jusqu'à sa sortie couplée à l'entrée de la pompe 12. Sur la figure 2, la coupe transversale du conduit doit etre complétée par la coupe longitudinale dans l'autre plan, comme on peut le voir sur la figure 1, car la section d'entrée 26 est choisie ici rectangulaire et de largeur suffisamment réduite, pour interdire le passage de gros débris pouvant endommager la pompe. Dans un mode de réalisation particulier, la face ouvrante 10 est équipée de déflecteurs latéraux convergents et d'une jupe souple fermant l'espace libre entre le carter du rotor 9 et le fond 14 de la surface à nettoyer. La présente invention n' est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et qui ne constituent que des exemples auxquels des modifications et des variantes peuvent être apportées. REVENDICATIONS 1. Procédé de curage de canaux, dont au moins une berge (13) est aménagée pour le passage d'un engin mobile terrestre, muni d'un bras articulé (3), de type grue ou pelle mécanique automotrice, caractérisé en ce que - on suspend à l'extrémité dudit bras articulé (3) un dispositif de curage comportant un carter d'aspiration (9) raccordé à toute pompe d'aspiration (12) et pouvant rouler sur le fond dudit canal (1), lequel dispositif est relié au bras (3) par une articulation (4) d'axe parallèle ou perpendiculaire à l'axe d'écoulement du canal; - on place un déflecteur (19) en avant de l'aspiration et on l'oriente d'un angle permettant une bonne mise en vitesse de l'eau aspirée, de coucher les herbes et de protéger le dispositif; - on descend ledit dispositif sur le fond (14) dudit canal et on met tous les moteurs (23) d'entraînement en route;; - on évacue les dépôts (16) vers tout système de rejet ou de filtrage (29) et on.fait avancer l'engin mobile (2) parallèlement à l'axe du canal le long de la berge (13), quel que soit l'état du profil de celle-ci et on maintient par tout moyen permettant un mouvement vertical le dispositif de contact avec le fond (14). 2. Procédé de curage de canaux suivant la revendicaiton 1, caractérisé en ce que l'on règle l'ouverture d'aspiration (10) du carter (9) en fonction de l'épaisseur et de la densité des dépôts (16) à aspirer, et on ajuste le débit d'aspiration de la pompe (12), lequel débit doit rester supérieur en tout point du circuit d'aspiration et de refoulement à celui correspondantàune vitesse de circulation de l'eau supérieure à celle d'autocurage. 3. Dispositif immergé de curage de canaux (1) comportant des appuis (7), de tout type connu, pouvant rouler sur le fond desdits canaux, et réglables en hauteur par rapport à leur structure support (8), un carter (9) comportant une face ouvrante (10) d'aspiration et contenant un rotor à couteau (11) articulés, et une pompe aspirante-refoulante (12), associée et reliée audit carter, caractérisé en ce qu'il comprend une bride de fixation (5) permettant par tout moyen (3) relié à un engin mobile (2) situé sur une berge dudit canal, dans un plan perpendiculaire à l'axe de celui-ci et passant par ladite bride, de soulever ou de déplacer sur le fond (14) ledit dispositif, laquelle bride (5) comporte une articulation (4) suivant un axe toujours parallèle à celui dudit canal (1) et reliée à ladite structure support (8) par tout système (6) permettant son déplacement relatif dans le plan vertical par rapport auxdits appuis (7) lesquels appuis sont situés en arrière dudit carter d'aspiration (9). 4. Dispositif immergé de curage et de dragage de canaux (1) suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite pompe aspirante-refoulante (12) est une pompe centrifuge reliée audit carter (9) par un conduit qui peut être vertical (15), le plus court possible et dont la section diminue en convergeant vers la pompe (12), laquelle section est déterminée en fonction du débit de ladite pompe pour que les vitesses des dépôts (16) aspirés à travers le carter (9) soient toujours supérieures à la vitesse minimum d'autocurage correspondant à la densité desdits dépôts. 5. Dispositif immergé de curage et de dragage de canaux suivant l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la section d'entrée (26) dudit conduit vertical convergent est rectangulaire et de largeur suffisamment réduite pour interdire le passage de gros débris pouvant endommager la pompe (12). 6. Dispositif immergé de curage et de dragage de canaux suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la face ouvrante (10) d'aspiration dudit carter (9) comporte un capot (17) coulissant et réglable verticalement par tout moyen (18) connu, par exemple de type vérin, de telle facon que la section (10) d'entrée peut être ajustée en fonction de la densité et de l'épaisseur desdits dépôts (16) à aspirer. 7. Dispositif immergé de curage et de dragage de canaux suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit capot (17) coulissant supporte un panneau (19) déflecteur, situé en avant de l'ouverture d'aspiration (10), monté articulé sur le bord inférieur (20) dudit capot (17), avec une inclinaison réglable par tout moyen connu (21), et dont la surface inférieure (22) a une courbure de forme convexe. 8. Dispositif immergé de curage et de dragage de canaux suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que ladite articulation (4) de la bride de fixation (5) > comporte un système amortisseur (27), qui freine son mouvement de rotation de part et d'autre de la position correspondant à un appui correct de travail sur le fond (14), quelle que soit l'inclinaison de celui-ci dans le sens transversal. 9. Dispositif immergé de curage de canaux suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ledit système amortisseur (27) est remplacé par un vérin réglable en cours d'opération pour changer l'angle de ladite articulation (4), en fonction de la variation de celui formé entre le fond (14) à nettoyer et ledit moyen (3) reliant la bride de fixation (5) à un support terrestre (2), de telle façon que ledit dispositif repose toujours en appui correct de travail sur le fond (14). 10. Dispositif immergé de curage de canaux suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que ladite pompe aspirante-refoulante (12) et ledit rotor à couteaux (11) articulés sont entraînés par des moteurs hydrauliques (23) par l'intermédiarie de tout système connu d'accouplement (24) de transmission (25).