Brevet FR2629741A1 — publié le 19891013

1i 2629741 PROCEDE DE CURAGE DES CONDUITS ET DES RESERVOIRS EN MILIEU LIQUIDE, A L'AIDE D'UN ENGIN FLOTTEUR, AUTOMOTEUR _______________ La présente invention concerne un procédé de curage en milieu liquide dans lequel un engin flotteur est utilisé qui est capable de haver, ramasser et transporter une partie du produit de curage. On connatt déjà un procédé utilisant un engin auxi- liaire flotteur. Mais cet engin est lourd et encombrant et ne peut pratiquement servir qu'en eau calme et peu profonde. Or, les conduits servent non seulement pour le stoc- kage d'un liquide mais également pour son acheminement d'un en- droit à un autre. Dans la plupart des conduits, la consistance des produits de curage interdit l'emploi des pompes, du trans- port pneumatique et inter alia l'utilisation des engins connus, du fait, par exemple, que les hauteurs disponibles dans les con- duits ne permettent pas le passage d'équipement, des matériels, etc... àgrand tirant d'air. En outre, dans les conduits, en géné- ral le plan liquide, et donc le tirant d'air, peut varier, tels que dans les égouts, les conduits d'assainissement, etc... Or, la consistance et la densité du produit de curage nécessite l'emploi de forces de havage, et plus particulièrement de décavage, qui sont importantes. Ainsi, souvent du fait des contraintes d'environne- ment, l'extraction d'une partie du produit de curage doit s'effec- tuer par des puits d'accès aux conduits préexistants, ces puits étant, dans la plupart des cas, éloignés l'un de l'autre. La présente invention a pour but de répondre à ces inconvénients et difficultés et de créer un procédé de curage en milieu liquide tel que l'eau, les effluents urbains des égouts par exemple, des produits chimiques liquides tels que les hydro- carbures, des liquides dangereux tels que des effluents radioac- tifs, etc... En effet, il suffit, pour cela, de réaliser un engin automoteur d'une grandeur telle et ayant un déplacement tel, et étant réalisé en des matériaux pour permettre son utilisation dans les milieux les plus divers et dans des conduits ayant un très faible tirant d'air (canaux avec ponts, égouts, réservoirs et lacs souterrains, par exemple). L'automatisation totale de l'engin est donc souhaitable dans beaucoup de cas d'utilisation, mais non impérative. En effet, on peut, en général, se contenter d'une télécommande agissant en fonction des informations reçues par un système de détection et de surveillance approprié, par exemple un système de télévision. La présente invention concerne un procédé de curage en milieu liquide dans lequel un engin flotteur est utilisé qui est capable de haver, ramasser et transporter une partie du produit de curage du lieu de travail vers une base prédéter- minée et le déposer à cette base, remarquable en ce que ledit engin est automoteur en milieu liquide et sur support solide et en ce que sa flottabilité est assurée par au moins deux flotteurs. Tous les systèmes moteurs sont portés par au moins l'un desdits flotteurs. Au moins deux flotteurs sont disposés horizontale- ment de façon à ce qu'en position neutre l'axe de chacun desdits flotteurs est perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit engin. Au moins un flotteur est réalisé de façon à pouvoir changer sa position angulaire à partir de ladite position neutre. Au moins un desdits flotteurs horizontaux est disposé à chacune des extrémités avant et arrière dudit engin, l'extré- mité avant de l'engin étant définie comme celle de proue lors du déplacement à vide dudit engin (avant havage). Le système moteur de propulsion en milieu liquide est disposé en ou sur au moins l'un des flotteurs horizontaux arriè- re, par exemple. Un système moteur pour déplacement sur support solide est disposé dans au moins l'un desdits flotteurs horizontaux avant. Au moins l'un desdits systèmes moteurs de déplace- ment en milieu liquide et sur support solide respectivement est reversible. La flottabilité de l'engin est variable. La position longitudinale (dans l'axe longitudinal de l'engin d'au moins l'un desdits flotteurs est variable. La position latérale (perpendiculaire par rapport à l'axe longitudinal de l'engin) d'au moins l'un desdits flot- teurs est variable. Les opérations de havage, de ramassage et de trans- port d'une partie du produit de curage sont effectuées par un seul système faisant partie dudit engin. Ce système est ouvert au milieu liquide lors du déplacement de l'engin de sa base vers le lieu de travail, et est fermé au milieu liquide après havage et ramassage d'une partie du produit de curage lors de son retour vers la base du lieu de travail. Le déplacement dudit engin vide de sa base vers le.lieu de travail s'effectue à contre-courant dudit milieu liquide, par exemple. Au moins une partie des opérations de contrôle des systèmes moteurs, de positionnement desdits flotteurs et de havage, ramassage, transport et dépose d'une partie du produit de curage est télécommandée. Toutes les opérations de transport et de curage peuvent s'effectuer automatiquement selon un programme déter- miné à chaque instant par des moyens de commande en fonction des conditions du travail. L'invention concerne également l'installation pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus capable d'effectuer toutes les opérations de son déplacement, du havage, de ramassage, du transport et de la dépose d'une partie du pro- duit de curage, ainsi que des moyens d'évacuation desdites par- ties. Le système de propulsion en milieu liquide est, par exemple disposé dans le flotteur arrière et comprend un moteur et une hélice reversible ou un jet liquide orientable. Le système pour le déplacement sur support solide comprend des moyens pour s'agripper sur ledit support solide, lesdits moyens étant montés sur ou faisant partie dudit flot- teur horizontal avant, ainsi qu'au moins un moteur hydraulique et son équipement montés dans ou sur ledit flotteur. L'engin comprend des moyens de positionnement angulai- re d'au moins un flotteur, pour permettre de contrôler la direc- tion et améliorer la manoeuvrabilité, lors du déplacement dudit engin. Au moins l'un des flotteurs est relié audit système de havage par un système de leviers articulés entre eux, sur le flotteur et sur le système de havage respectivement, permettant de modifier la position de chaque flotteur par rapport audit 4 2629741 système de havage. Le positionnement des flotteurs et l'actionnement du système de havage sont commandés par des moyens hydrauli- ques ou pneumatiques tels que pompes, moteurs, vérins et leurs accessoires. Le volume du (ou des) flotteur(s) arrière peut être supérieur à celui du (ou des) flotteurs) avant. Des moyens sont prévus pour le lestage et le délesta- ge sélectif des flotteurs, afin de pouvoir modifier la flotta- bilité de l'engin et/ou de son assiette. L'invention sera mieux comprise du texte suivant et des figures y afférentes, donnés à titre d'exemple uniquement. Les figures la à le montrent,de façon schématique, les étapes essentielles du procédé conforme à l'invention, et la figure 2 montre, de façon schématique, un mode de réalisation de l'engin (E) utilisé dans ce procédé. Comme c'est montré dans les figures la à le, le procédé conforme à l'invention est appliqué pour le curage d'un conduit souterrain tel qu'un égout par exemple qui est accessi- ble par des puits (P). Un liquide {A) s'écoule selon la flèche, (fo), la ligne de flottaison (a) étant telle que le tirant d'air (t) et la profondeur du courant du liquide (A) permettent le déplacement de l'engin (E). L'engin (E) comporte deux mâchoires (121, 122) qui peuvent effectuer un mouvement rotatif pour venir d'une position I d'ouverture en une position II de fermeture constituant alor-s un godet pour le transport du produit (B1) de curage. Lors de la fermeture desdites mâchoires (121, 122), une partie (B1) de produit de curage (B) est havée, ramassée et maintenue, par la suite, dans le godet ainsi constitué pour son transport (voir fig. 2). Comme c'est montré dans la figure la à le, le curage se fait de l'aval vers l'amont (dans le sens opposé à la flèche EO) indiquant la direction du courant) à partir d'un ou des puits (P),. L'engin (E) remonte ainsi le courant à vide dans le sens inverse du courant (fo) et le redescend en charge, ce qui a pour effet d'utiliser des systèmes de propulsion consommant peu d'énergie et, par conséquent, relativement légers et peu encom- brants. En cas de courants particulièrement violents,, il peut être avantageux de réaliser un éclusage qui permet de constituer des biefs d'eau calme. Les étapes essentielles du procédé conforme à l'in- vention sont les suivantes: (i) - l'engin (E) est descendu selon la flèche fi dans le puits (P) par un treuil (W) ou équivalent; les m&choi- res (121, 122) dudit engin sont en position I d'ouverture (voir fig. 2); l'engin repose sur les flotteurs (1,2) cylindri- ques de façon à ce que lesdites machoires soient totalement en dehors du liquide (par exemple l'eau) d'une hauteur (ho) sensi- blement égale à la hauteur desdites mâchoires de l'engin (E). La flottabilité desdits flotteurs (1,2) est détermi- née de façon à ce que les flotteurs (1,2) soient immergés d'un tirant de liquide égal à (D1 - H1) et (D2 - h2) respectivement, o (D1) et (D2) sont les diamètres des flotteurs (1,2), et (h1} et (h2) sont les hauteurs desdits flotteurs restantes après la mise à flot de l'engin (E). Les flotteurs sont reliés au chassis (11) porteur desdites machoires (121, 122) par des systèmes d'embiellage constitués par exemple des leviers (3, 4) et (5,6) pour le flot- teur (1) et le flotteur (2) respectivement. Des vérins (10) télécommandés permettent de varier la position relative desdits flotteurs par rapport au chassis (11) (voir fig. 2). En général, le volume des flotteurs (1) et (2) est sensiblement identique et est égal à (D1) et (D2). Afin d'obte-: nir une meilleure distribution des poids et obtenir une assiet- te prédéterminée de l'engin vide, il peut s'avérer avantageux à ce que le volume d'un desdits flotteurs soit supérieur à celui de l'autre. Ainsi, par exemple, si le volume du flotteur arrière (1) est plus grand que celui du flotteur avant (2), (D1) peut être plus grand que (D2); (h1) est alors plus grand ou égal à (h2) de façon à ce que l'engin prenne une assiette telle que l'arrière dudit engin (E) soit plus enfoncé dans le liquide que son avant. Les flotteurs peuvent, en outre, être pourvus d'un sys- tème de lestage et de délestage sélectif et progressif afin d'as- surer la bonne position de ces flotteurs et la bonne assiette de l'engin (E). à tout moment du travail de curage. (ii) - l'engin étant automoteur (8), il se propulse à 6 2629741 contre courant selon la flèche (f2) vers le lieu de havage. La propulsion peut, par exemple, s'effectuer au moyen d'une hélice reversible ou encore (comme c'est indiqué sur la figure 2) par un jet (81) liquide angulairement orientable, selon la flèche (f4) (fig. 2) (voir fig. lb). (iii) - arrivé à l'endroit de curage, l'engin se. pose sur la face supérieure du produit (B) de curage, les flot- teurs (1) et (2) étant positionnés par les vérins (10) et par un lestage éventuel à ce que l'engin (E) soit posé sur la face su- périeure du produit de curage à une hauteur (ho1) égale ou in- férieure à la hauteur (ho) desdites mâchoires pour exercer une pression suffisante sur le produit de curage afin de permettre aux mâchoires (121, 122) par leurs mouvements rotatifs vers le bas d'effectuer un cavage efficace des produits de curage. Au fur et à mesure du progrès de l'opération de cavage, les mâ- choires se rapprochent l'une vers l'autre, le poids de l'engin augmente et la pression de l'engin sur la face dudit produit (B), - dont la profondeur (pl) augmente progressivement, - reste sensi- blement égale à tout instant (Voir fig. lc et 2). La face supérieure dudit produit (B) sera alors sur une longueur (L1) égale à (p) - (ho1); (ho1) = (p - pl), o: p = la profondeur totale du courant;. Pl= la profondeur du courant dans la zone des produits de curage ho1= la hauteur de la partie (B1) du produit de cura- ge cavée par lesdites mâchoires et ramassée dans le godet ainsi constitué. En général, (L1) est sensiblement égale à la longueur (L0) du godet (ou des mâchoires), (ho1) est proche de la hauteur dudit godet (ho) o Le flotteur avant (2) peut être rotatif autour de l'axe (Y2 - Y2). Il peut être muni de dispositifs (21) annulai- res pouvant s'agripper à un support solide. La rotation du flotteur AV (2) est effectuée directe- ment ou indirectement par un moteur hydraulique monté dans ledit flotteur (2) ou proche de ce flotteur. Ainsi, le positionnement de l'engin (E) vide sur le 7 2629741 produit (B) est facilité, ainsi que lors du dégagement de l'engin (E) après cavage et ramassage (voir fig. lc). (iv)- l'engin (E), son godet constitué étant plein, descendent avec le courant selon la flèche (f3). Le tirant de liquide de l'engin (E) a augmenté et peut être égal à la hauteur (ho) du godet. Les flotteurs (1, 2) sont plus enfoncés dans le li- quide, d'une hauteur égale à (D1- h12) et (D2 - h22) respec- tivement. L'assiette est corrigée par l'action des vérins (10) sur les systèmes d'embiellage (3,4) et (5,6), et par un déles- tage éventuel desdits flotteurs. Le jet (81) liquide est dirigé vers l'avant (dans le sens de la flèche (f2) et la propulsion s'effectue donc dans le sens du courant selon la flèche (f3). (voir fig. ld). Le retour de l'engin (E) en charge se fait par godet immergé, ce qui accroit la stabilité de l'engin, dans le sens du courant liquide. La dépense d'énergie pour la propulsion est donc faible. (v) - l'engin (E) arrive en dessous du puits (P). Il s'arrête, et le godet est ouvert par rotation des mâchoires (121, 122) autour l'axe ( x - x). La partie (B1) du produit de curage havre par ces mâchoires (121, 122) et transportée dans le godet constitué tombe sur le fond du conduit. Le tirant de liquide de l'engin diminue et les hau- teurs (h13) et (h23) (voir fig. ld')augmentent progressivement jusqu'à ce que l'engin prend la disposition montroe dans la fig. la et dans la fig. le, c'est-à-dire que les hauteurs (h14, h24) des flotteurs (1,2) au dessus du plan d'eau (fig. le) sont sensiblement égales aux hauteurs (h1) et (h2) de la figure (la). Si nécessaire et opportun, il est possible de corriger l'assiette par action sur les embiellages (3,4) et (5,6) et en modifiant le lest éventuel. (vi) - l'engin (E) retourne vers le lieu de travail tandis que le produit (B1) est enlevé par un moyen d'extrac- tion mécanique (W) approprié. Toutes les opérations sont télécommandées à partir d'un poste de commande (non montré sur les dessins) via une 8 2629741 conduite (C). Un système de télévision - projecteur, qui peut éventuellement être immergé est avantageusement associé à la télécommande pour fournir à l'opérateur les informations nécessaires afin de lui permettre de contrôler correctement l'opération. Selon un mode de réalisation, le système télévision - projecteur peut faire partie d'un système de commande totalement automatisé et programmé. L'invention concerne également l'installation pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Cette ins- tallation comprend le poste de commande, les engins de levage et d'extraction (W, W1) et l'engin (E). Un mode de réalisation possible de cet engin est montré sur la figure 2. Dans un chassis (11) sont disposées les mâchoires (121, 122). Elles peuvent effectuer un mouvement rotatif autour de l'axe ( x - x) par l'action des vérins (télécommandés) (13). En position d'ou- verture I de l'engin (E), les mâchoires (121, 122) sont diri- gées vers le haut, en position de fermeture II, les mâchoires (121 et 122) , par l'interpénétration des dents (123) forment un godet permettant le transport de la partie (B1) havée du produit (P). Des leviers (3, 4) et (5,6) articulés entre eux et sur le chassis (11) et sur les flotteurs (1) et (2) respec- tivement permettent, sous l'action des vérins (10) de modifier la position desdits flotteurs (1,2) par rapport au châssis (11). Les vérins (10) sont articulés sur le châssis en (101) et sur le/les leviers (4) et (6) ou directement sur les flotteurs (1) et (2). Les vérins (10) sont articulés sur le chassis (11) en (131) et sur la mâchoire opposée (122) en (132), comme c'est montré sur la figure. Un vérin (9) peut être prévu qui est ar- ticulé sur le châssis en (91) et sur le flotteur (1) directe- ment ou par un embiellage approprié pour permettre de donner au flotteur (1) la position angulaire désirée par rapport à l'axe longitudinal (x - x) de l'engin (E). Il est dans le cadre de l'invention de monter un système de déplacement angulaire télécommandé pour le flotteur arrière (1), le flotteur avant (2) ou les deux flotteurs (1,2). Un système de propulsion (8, 81) orientable est monté sur ou dans le flotteur arrière (1). La variation de l'angle du pro- pulseur (81) par rapport à l'axe (Y1 - Y2) du flotteur (1) et/ou de la position angulaire de ce flotteur (1) et/ou du flotteur (2) permet un contrôle parfait de la directivité de l'engin (E). Le flotteur (2) est avantageusement équipé d'un moteur d'entratnement en rotation (non montré dans la figure) autour de son axe (Y2 - Y2), permettant ainsi avec des dispo- sitifs (21) connus en soi pour s'agripper sur un support solide et ainsi permettre le déplacement de l'engin (E) sur ce support. Ces dispositifs peuvent être disposés perpendiculairement à l'axe (Y2 Y2) du flotteur (2) ou parallèlement à cet axe, par exemple. Le procédé et l'installation permettent donc le curage d'un conduit de façon simple et efficace, par exemple pour des conduits souterrains sans qu'il soit nécessaire de détourner les effluents pendant les.opérations de curage. De nombreux perfectionnements et modifications peuvent être apportés au procédé et à l'installation décrits ci-dessus, à titre d'exemple, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 2629741 REVENDICATIONS 1.) - Procédé de curage en milieu liquide (A) dans lequel un engin (E) flotteur est utilisé qui est capable de haver, ramasser et transporter une partie (B) du produit de curage (B) du lieu de travail vers une base prédéterminée et le déposer à cette base, caractérisé en ce que ledit engin est automoteur en milieu liquide et sur support solide et en ce que sa flottabilité est assurée par au moins deux flotteurs. 2.) - Procédé de curage selon la revendication 1, caractérisé en ce que tous les systèmes moteurs sont portés par au moins l'un desdits flotteurs. 3.) - Procédé de curage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins deux flotteurs (1,2) sont dispo- sés horizontalement de façon à ce qu'en position neutre l'axe (Y, - Yi - Y2 - Y2) de chacun desdits flotteurs est perpendicu- laire à l'axe longitudinal ( x - x) dudit engin. 4.) - Procédé de curage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins un flotteur est réalisé de façon à pouvoir changer sa position angulaire à partir de ladite position neutre. 5.) - Procédé de curage selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'au moins un desdits flotteurs horizontaux est disposé à chacune des extrémités avant et arrière dudit engin, l'extrémité avant de l'engin étant définie comme celle de proue lors du déplacement à vide dudit engin (avant havage). 6.) - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système moteur (8) de propulsion en milieu liquide est disposé en ou sur au moins l'un des flotteurs horizontaux arrière. 7.) - Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'un système moteur pour déplacement sur support solide est disposé dans au moins l'un desdits flotteurs (2) horizon- taux avant. 8.) - Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'au moins l'un desdits systèmes moteurs de déplacement en milieu liquide et sur support solide respectivement est reversible. 9.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la flottabilité de l'engin est variable. 10.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que la position longitudinale (dans l'axe longitudinal de l'engin d'au moins l'un desdits flotteurs est variable. 11.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la position latérale (perpendiculaire par rapport à l'axe longitudinal de l'engin) d'au moins l'un desdits flotteurs est variable. 12.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les opérations de havage, de ramassage et de transport d'une partie (B1) du produit de curage (B) sont effectuées par un seul système faisant partie dudit engin. 13.) - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit système est ouvert au milieu liquide lors du dépla- cement de l'engin de sa base vers le lieu de travail, et est fermé au milieu liquide après havage et ramassage d'une partie (B1) du produit de curage (B) lors de son retour vers la base du lieu de travail. 14.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déplacement dudit engin vide de sa base vers le lieu de travail s'effectue à contre-courant dudit milieu liquide. 15.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie des opérations de contrôle des systèmes moteurs, de positionnement desdits flot- teurs et de havage, ramassage, transport et déposé d'une partie (B1) du produit de curage (B) est télécommandée. 16.) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que toutes les opérations de transport et de curage s'effectuent automatiquement selon un programme détermi- né à chaque instant par des moyens de commande en fonction des conditions du travail. 17.) - Installation pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit dans les revendications 1 à 16, caractérisée en ce qu'elle comprend un engin (E) capable d'effectuer toutes les opérations de son déplacement, du havage, de ramassage, du transport et de la dépose d'une partie (B1) du produit (B) de curage, ainsi que des moyens d'évacuation desdites parties (B 1). 18.) - Installation selon la revendication 17, caractérisée en ce que le système de propulsion (8) en milieu liquide est disposé dans le flotteur arrière (2) et comprend un moteur et une hélice reversible ou un jet liquide (81) orientable. 19.) - Installation selon l'une des revendications 17 ou 18, caractérisée en ce que le système pour le déplacement sur sup- port liquide comprend des moyens (21) pour s'agripper sur le- dit support solide, lesdits moyens (21) étant montés sur ou faisant partie dudit flotteur (2) horizontal avant, ainsi qu'au moins un moteur hydraulique et son équipement montés dans ou sur ledit flotteur. 20.) - Installation selon l'une des revendications 17 à19, caractérisée en ce que l'engin comprend des moyens (9) de po- sitionnement angulaire d'au moins un flotteur (1, 2), pour permettre de contrôler la direction et améliorer la manoeuvra- bilité lors du déplacement dudit engin (E). 21.) - Installation selon l'une des revendications 17 à 20, caractérisée en ce qu'au moins l'un des flotteurs (1,2) est relié audit système de havage par un système de leviers (3,4, 5, 6) articulés entre eux, sur le flotteur (1,2) et sur le systè- me de havage (11) respectivement, permettant de modifier la po- sition de chaque flotteur par rapport audit système de havage. 22.) - Installation selon l'une des revendications 17 à 21, caractérisée en ce que le positionnement des flotteurs et l'actionnement du système de havage sont commandés par des moyens hydrauliques (13) ou pneumatiques tels que pompes, moteurs, vérins et leurs accessoires. 23.) - Installation selon l'une des revendications 17 à 22, caractérisée en ce que le volume du (ou des) flotteur(s) (1) arrière est supérieur à celui du (ou des) flotteur(s) (2) avant. 24.) - Installation selon l'une des revendications 17 à 23, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour le lestage et le délestage sélectif des flotteurs (1,2), afin de pou- voir modifier la flottabilité de l'engin et/ou de son assiette.