Brevet FR2644491A1 — publié le 19900921

DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé de malaxage et production d'un mortier fin liquide susceptible de combler intégralement les vides souterrains, de recomprimer à volonté les terrains ainsi comblés et après durcissement des matières mises en place de rendre les terrains à une utilisation possible sans risque d'effondrement. Les conditions \d'approvisionnement des matériaux servant au remplissage, leur vidage, malaxage et mise en place très rapide et économique constituent le caractère principal du présent brevet. Il existe quantité de vides souterrains qu'il est nécessaire de combler sous peine de désordres et même d'effondrement à terme. Ces vides ont été ou sont créés par l'homme, pour l'extraction des matériaux : aines, carrières souterraines, ballastières, pour l'établissement de tunnels et tranchées pour les véhicules, les hommes, les canalisations, le stockage, pour l'abri de matériels ou de personnes, pour les nécessités de la construction : fouilles et excavations souvent plus grandes que les constructions édifiées. Quelquefois ces vides peuvent être au voisinage immédiat du sol environnant : intérieurs d'aqueducs ou de ponts, creux résultant d'effondrement ou de tassement sous-jacents. Ces vides sont parfois naturels et résultent de phénomènes ou accidents géologiques : dissolutions souterraines, glissements et fractures en zones montagneuses ou sismiques. La confortation des vides traditionnelle consiste à pénétrer si c'est possible dans ces vides pour y déverser des remplissages de matériaux tels quels, ou d'édifier des soutènements maçonnés ou bétonnés. Plus fréquemment par l'intermédiaire de puits, de galeries récents ou anciens, ou par forage depuis la surface, et par simple déversement ou pompage, on mettra en place un matériau fin, souvent mélangé au ciment, gâché à une consistance liquide, souvent appelé coulis d'injection. Ce coulis est parfois livré prêt à l'emploi sur le site à combler par camion malaxeur, mais le plus souvent il est confectionné à partir d'un stock de matériaux fins, de ciment, d'eau et parfois d'ajouts destinés à modifier les caractéristiques du coulis frais et durci dans un sens favorable. Ces ajouts éventuels peuvent être des argiles, bentonites, des fluidifiants, accélérateurs ou retardateurs de prise, des agents moussants, des en tralmeurs d'air, tous produits connus et utilisés souvent dans la confection des mortiers et bétons. Cette technique est longue et coûteuse en hommes, en énergie, en matériel. De plus l'agent fluidifiant et propulseur des matières solides est essentiellement de l'eau, utilisée en excès, ce qui tout en posant un problème d'approvisionnement et de coût,-pose aussi le problème de l'évacuation de son surplus, et n'arrange pas les caractéristiques mécaniques du coulis mis en place et son durcissement. Parfois les pulvérulents ou constituants solides du coulis sont mis en place par des citernes à pulvérulents en vrac, secs, FIG I et FIG 2. Ces citernes transportées par camion ou tout moyen sur le site, ont la capacité de se vider par émulsion, mise en pression, et pulsion d'air, elles peuvent transférer le produit sec qutelles contiennent, par les forages, dans les vides à combler. Ces citernes sont parfois fixes et servent de silos de pulvérulents sous pression. Après le vidage et par les forages on déverse l'eau en principe nécessaire pour humidifier cette composition. Le résultat qualitatif laisse à désirer puisqu'il n'y a pas malaxage et brassage des produits et de l'eau. Pour d'autres applications, il existe des machines à béton, mortiers et enduits projetés, méthodes appelées parfois gunitage ou transporteur de chappe. Ces appareils munis d'un pistolet de projection, s'apparentent à des sableuses, l'air servant à la projection du produit sec et simultanément de l'eau sous pression humectant cette projection. Çes appareils de faible débit servent à mettre en place des produits de consistance sèche, destinés à tenir sur des parois verticales, à l'opposé des coulis de remplissage de vide, dont la liquidité permet la mise en place gravitaire, la mise en pression, et même le pompage comme s'il s'agissait d'un liquide ; ils ne sont donc pas ou peu utilisés pour le remplissage des vides dont il est question dans le présent brevet. I1 existe enfin des appareils, où des matériaux de remplissage sont disposés dans un réservoir mis ensuite sous pression d'air qui agissant par chasses discontinues transporte ces matériaux à distance. Mais il ne s'agit pas de matériaux fins gâchés à l'eau ou coulis liquide dont il est question dans le présent brevet. Ce sont de simples transporteurs de matériaux graveleux discontinus. L'état de la technique actuel laisse donc des problèmes qualitatifs et économiques. La présente invention a pour objet de résoudre ces problèmes par économie d'énergie, de personnel, et pour la fabrication, le gâchage et la mise en place du coulis de se servir d'air et d'eau pour un résultat plus efficace, plus rapide et moines coûteux. Le procédé objet de la présente invention comprend les étapes suivantes. On pratique depuis la surface du terrain, des forages ou accès nécessaires pour la mise en place de tuyauteries ou conduits par lesquels seront déversés les coulis. Une ou plusieurs citernes à air pulsé statiques ou basculantes FIG 1 et FIG 2, et parfois à poste fixe, contenant les matières constitutives du coulis, sont approvisionnées, et prêtes à délivrer par une tuyauterie ordinairement de 3 pouces ou 80/glu millimètres (1), une émulsion d'air et de produits allant à une cadence jusqu'à 1,5 tonne par minute, à une pression de l'ordre de 2 kilogs par centimètre carré. Cette énergie de dépotage du produit est fournie par un compresseur à air faisant partie du matériel citerne (moteur auxiliaire ou moteur du ca mion). Le volume d'air aspiré par le compresseur représente de 5 à 10 fois celui du volume apparent des matières sèches vidées. Cette opération de vidage des citernes qui procède par émulsion et chasse des contenus a pour effet d'homogénéiser ceux-ci. La ou les citernes FIG 1 et FIG 2 disposent sur leur tuyauterie de sortie (1) de vannes (la) susceptibles de régler le débit de sortie, ces vannes sont réglables manuellement ou automatiquement, pour faire varier le débit de sortie de O au débit maximum. Ce genre de matériel citerne est couramment utilisé pour le transport et dépotage de matières sèches en vrac et parfois pour leur stockage sous pression sur les centrales et chantiers de fabrication de béton, elles sont alors fixes et servent de silos. Par ailleurs on a disposé sur le lieu de fabrication du coulis l'une des deux machines décrites ci-après, l'une dite à eau basse pression, l'autre à eau haute pression. La machine à eau basse pression FIG 3 est une cuve de quelques mètres cubes, sur le plan de 6 mètres cubes, munie d'un tube plongeur (1) recevant le débit des matières solides des citernes, a'un tube d'alimentation d'eau (2) muni d'une vanne réglable (2a) d'un tube de sortie (5) évacuant le coulis gâché, muni d'une vanne réglable (5a) d'un agitateur à hélice, (sur le plan de 20 kilowatts) (4) tournant en permanence. L'alimentation en eau est réglable manuellement ou automatiquement de O à 1 mètre cube par minute. Dans le cas oùun réglage automatique de la machine est pratiqué, un capteur de puissance sur le moteur (4) et un indicateur de niveau (6) sur la cuve maintient celle-ci pleine aux deux tiers environ et asservit le débit d'eau, de matières sèches, et l'évacuation du coulis à la consistance et à la cadence voulues. Le coulis est ensuite stocké ou déversé en place, pompé ou pas dans le vide à combler. Le coulis peut également être déversé dans un camion malaxeur ou toupie qui ira le livrer sur le chantier FIG 6 et FIG 7. L'énergie de dépotage du pulvérulent est donc utilisée pour réaliser le mélange des produits secs entre eux et leur gâchage avec l'eau. La machine FIG 4 dite machine à haute pression peut être également utilisée et disposée sur le site. Il s'agit d'un tube en S, ce tube sur le plan est de diamètre 5 pouces ou tube d'acier de 125/133 mm et de longueur t,8 mètre (dimensions non impératives). Par le tuyau (1) est admis le débit de la citerne à matières sèches FIG 1 et FIG 2, par le tuyau (2) de la FIG 4 est admise l'eau sous forte pression, sur le plan ce tuyau d'admission d'eau est de 1 pouce soit 26/34 mm, la pression de l'eau est au mimmum de 5 kilogs par centimètre carré et de préférence voisine de 10 kilogs par centimètre carré, le débit réglable par la vanne (2a) peut être ajusté manuellement ou automatiquement de O à i mètre cube par minute. Par l'orifice (5) sort le coulis prêt à l'emploi déversé directement ou non dans les cavités à remplir, ou dans un camion malaxeur- qui ira le livrer sur le site à combler. En cas de marche automatique un capteur de pression (6) permet d'asservir les vannes de pulvérulents (la) FIG 1 et FIG 2 et la vanne d'eau (2a) FIG 4 pour que le coulis ait la consistance souhaitée. Ce capteur de pression (6) est un manomètre ou un pressostat de O à 2 kilogs par centimètre carré. En va riante FIG 5 il peut être interposé entre le coulis et le manomètre une membrane élastique (7) qui par ses déformations capte et transmet les variations de pression et asservit les vannes de pulvérulents et d'eau à la valeur souhaitée. Dans cette machine FIG 4, l'énergie de l'air comprimé de vidage des citernes parfait le mélange des matières solides véhiculées, et avec l'énergie de l'eau à haute pression réalise instantanément la fabrication ou gâchage du coulis. De plus le coulis sortant à grande vitesse avec un volume d'air important, une partie de cet air augmente sa fluidité, tout en utilisant un volume d'eau juste nécessaire. Il en résulte une économie d'eau dont les excès dans les méthodes traditionnelles provoquent les inconvénients mentionnés et déjà cités. Les autres économies concernent l'énergie, les dépenses de main-d'oeuvre, puisqu'un seul homme peut surveiller cette mise en oeuvre où 1,5 tonne de coulis peut facilement être gâchée et évacuée par minute. Les deux appareils décrits FIG 3 et FIG 4 peuvent être complétés en déversant dans l'eau de gâchage manuellement ou automatiquement par pompe doseuse les ajouts jugés nécessaires . argile, bentonite, accélérateurs ou retardateurs de prise, fluidifiants, agents entraineurs d'air ou moussants, d'une façon générale tous les ajouts connus et souvent utilisés dans les bétons, mortiers et coulis habituels. En ce qui concerne les matériaux de base ou constituants solides, ce sont tous les matériaux transportables et dé potables par citerne à air pulsé ciments, chaux, cendres, scories, sables fins, et même gravillons, séparément ou en mélange, à condition donc qu'ils soient manipulables par citerne à air pulsé et que leur composition convienne pour l'usage auquel ils sont destinés. REVENDICATIONS l. Procédé de préparation rapide de coulis et mortiers à base de tous matériaux , pulsables par citernes "vrac" pour les rendre prêts à l'emploi, caractérisé par le fait que l'énergie de l'air de dépotage des citernes est utilisée pour le gâchage dans une enceinte unique qui reçoit L'eau nécessaire. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que l'enceinte unique est un tube en S couché, recevant en (1) les matériaux pulsés, en (2) l'eau sous pression, et qui évacue en (5) le produit prêt-à-ltemploi. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte unique est un malaxeur muni d'un moteur (4) entraînant une hélice, les matériaux pulsés arrivent en (l1 par un tube plongeur, l'eau arrive en (2) et le produit prêt-à-l'emploi est évacué en (5). 4. Procédé selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit prêt-à-l'emploi peut inclure une partie de l'air de pulsage, ce qui accroît sa fluidité avec l'utilisation du minimum d'eau. 5. Procédé selon les revendications 1 et 2 , caractérisé en ce qu'un capteur de pression (6) permet d'asservir les vannes d'eau (2a) et de produit (la) pour régler la consistance du produit prêt-à-l'emploi. 6. Procédé selon les revendications 1 et 3 , caractérisé en ce qu'un capteur de pression (6), et un capteur de puissance du moteur (4), permettent d'asservir le débit d'eau par la vanne (2a), celle du produit par la vanne (la) et celle de l'évacuation du produit prêt- -l'empaoi en (5) par une vanne (5a) pour régler la consistance et le niveau du coulis prêt- - l'emploi. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le capteur de pression (6) est protégé par une membrane déformable (7) et fonctionne comme palpeur. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on incorpore dans le conduit d'eau (1) ou dans l'enceinte unique, les ajouts parfois utilisés pour modifier les caractéristiques du produit prêt-à-l