Brevet FR2650815A1 — publié le 19910215

MATERIEL D'INSPECTION VISUELLE DES FACES ET PAROIS D'UN OUVRAGE DE GRANDES DIMENSIONS La présente invention est reLative au contrôle et à L'inspection détaillée, par appréciation visuelle, de l'integrite d'ouvrages de grandes dimensions. Par ouvrages de grandes dimensions, il convient de retenir toutes Les constructions dites "d'art" ou non au sens des travaux publics, mais également au sens de l'acception générale, c'est-à-dire tous Les ouvrages en tous types de matériaux dont les dimensions ou La structure posent des difficuLtés souvent insurmontables d'approche physique de toutes Leurs parties constitutives pour procéder visueLLement et de prés, par des spécialistes quaLifies, à une visite ou inspection de leur état. L'obligation d'inspection de tels ouvrages s'impose, afin de pouvoir déceler à temps L'existence ou L'apparition de défauts ou désordres exigeant une remise en état pour La sécurité des biens, des personnes et de L'environnement en relation avec de teLs ouvrages. A titre d'exemple, iL convient de citer La nécessaire inspection des ouvrages d'art de grandes hauteurs possédant des voûtes ou arcs de grande portée ou de grande hauteur, ainsi que des structures en encorbellement par rapport à des tympans difficilement accessibles. Par mesure de sécurité, une inspection détaiLlée des faces et parois d'ouvrages de grandes dimensions ne peut être effectuée à distance et implique La présence physique de spécialistes à même d'apprécier visuellement et de près l'état du ou des matériaux entrant dans la structure et La construction de. l'ouvrage. On conçoit qu'une telle exigence pose des problèmes difficilement solubles, voire généralement insoLubles, dans Le cas d'ouvrages de grandes hauteurs et de structures compliquées ne possédant intérieurement aucun moyen de circulation, de dépLacement ou d'approche pour une ou plusieurs personnes qualifiées, astreintes, de surcroit, à transporter eventuellement un matériel d'inspection et/ou de sondage. Afin de tenter de remédier à ces incgnvénients ayant naturellement une incidence particulièrement importante pour l'environnement, les biens ou les personnes, en relation avec de tels ouvrages dont il est impératif de garantir l'intégrité dans le temps, une proposition a été faite de concevoir un matériel faisant intervenir deux chariots lestés, pourvus chacun d'une potence à laquelle se trouve accroché un câble dont l'autre extrémité est prise en charge par un treuil électrique porté par une passerelle suspendue. Si un tel matériel a permis d'apporter une réponse partielle au problème précédemment évoqué, il s'est avéré en pratique peu adapté à la résolution totale du problème pose pour les raisons suivantes. Les chariots lestés, bien que de faible encombrement transversal, ne permettent pas un déplacement aisé pour faire progresser la passerelle selon une direction horizontale par rapport à une face à inspecter. L'adaptation à demeure de deux moteurs électriques et deux treuils d1enroulement-déroulement des câbles confère à la passerelle un poids élevé rendant les opérations de transfert, transport ou passage d'une arche ou d'une voûte à une autre, particulièrement longues, délicates, voire dangereuses pour le personnel chargé de la conduite des phases d'accrochage, montée, descente, décrochage et portage. Les moyens du type décrits ci-dessus ne permettent pas, dans toutes les circonstances, une inspection visuelle de près, de faces ou parois sous surplomb, telles que celles transversales ou parallèles à des encorbellements de grandes largeurs, du type de ceux résultant de La construction de tabliers, de ponts ou de voies de circulation. Au total donc, si le matériel actuellement connu permet une meilleure approche visuelle, un accès 'à toutes les parties d'un ouvrage de grandes dimensions ne peut être assuré, de sorte que le problème posé, par la nécessaire inspection périodique de tels grands ouvrages, ne se trouve pas résolu de façon satisfaisante. Le besoin est donc toujours actuel de pouvoir disposer d'un matériel permettant d'apporter une réponse au problème de la nécessaire inspection visuelle et de près de toutes les surfaces d'un ouvrage de grandes dimensions, quelles que soient sa structure et son implantation géographique. L'objet de l'invention est, justement, de proposer un -tel matériel à même de répondre au besoin actuel ci-dessus. Un autre objet de l'invention est de proposer un matériel robuste, fiable et simple de mise en oeuvre pour des opérateurs, certes qualifiés, mais peu nombreux. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le matériel selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend - une passerelle pourvue, å proximité de ses extrémités, de moyens d'attache amovible de deux ensembles de lien souple, - deux unités porteuses, automotrices et directrices, et comprenant chacune :: un châssis porteur pourvu d'organes de roulement et de vérins stabiLisateurs rétractables, une tourelle motorisée montée sur le châssis et tournant sur un axe vertical, une flèche montée articulée sur la tourelle par un axe horizontal et constituée par quatre segments articulés sur des axes horizontaux et réglables individuellement, . et des moyens d'enroulement-deroulement motorisé et de guidage le long de la ftèche d'un ensemble de lien souple, - et deux ensembles de Lien souple pris en charge par les moyens d'enroulement-déroulement motorisé et de guidage et accrochés sur les moyens d'attache amovible. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. t est une vue schématique des différents éléments constitutifs du matériel selon l'invention. La fig. 2 est une vue schématique montrant différentes dispositions adaptées sur l'un des éléments constitutifs du matériel. La fig. 3 est une perspective partielle, en coupe, représentant, à plus grande échelle, une forme de réalisation partielle de certains des moyens constitutifs de l'objet de l'invention. Les fig. 4 à 9 sont des vues schématiques illustrant différents exemples d'application de l'objet de L'invention. La fig. 1 montre dans un état statique de non utilisation le matériel d'inspection visuelle conforme à l'invention, reposant sur un sol I. Un tel matériel comprend deux unités porteuses la, lb, une passerelle 2 et deux ensembles de lien souple 3a, 3b. Les unités porteuses la, lb sont constituées de façon identique et, pour cette raison, les éléments constitutifs décrits ci-après sont désignés aux dessins par Les mêmes références affectées respectivement des indices a et b. L'unité 1 comprend un châssis porteur 4 pourvu d'organes de roulement 5 qui peuvent être constitués par des roues, par des chenilles ou par une combinaison des deux. Les organes de roulement 5 sont pourvus de moyens de motorisation et de direction faisant partie de la technique habituelle de telles unités. Le châssis 4 est également pourvu de vérins de stabilisation 6 rétractables, par exemple à commande hydraulique. Le châssis 4 porte une tourelle 7 susceptible d'être entraînée en rotation sur un axe vertical A-A'. La tourelle 7 est motorisée en rotation, par l'intermédiaire d'un groupe moto-réducteur hydraulique attaquant une couronne dentée circulaire, l'un et l'autre étant adaptés sur le châssis et sur la tourelle ou inversement. La commande d'orientation de la tourelle 7 peut etre effectuée par l'intermédiaire dtun poste de conduite 8 inclus à cette dernière ou, encore, par une commande à distance non représentée. La tourelle 7 porte, par exemple, de façon diamétralement opposée au poste 8 par rapport à l'axe A-A', une flèche 9 articulée sur un axe 10 horizontal et s'étendant en direction opposée au poste 8. La flèche 9 est composée de quatre segments 11, 12, 13 et 14 qui sont.articulés entre eux par des axes horizontaux 15, 16 et 17 parallèles à l'axe 10 sur lequel est monté le premier segment 11. De préférence, au moins le segment 14 est de type télescopique et, selon une disposition avantageuse, telle qu'illustrée par la fig. 2, il en est de même pour le segment 13. La commande d'extension-rétraction des segments télescopiques 14 et 13 est assurée par l'intermédiaire de vérins hydrauliques internes dont l'alimentation est contrôlée, soit à partir du poste de conduite 8, soit à partir d'un cordon de commande à distance. Le segment 11 est réglable en orientation verticale par l'intermédiaire d'un vérin 18 à commande hydraulique, tandis que la commande d'orientation relative du segment 12 par rapport au segment Il est assurée par un vérin 19 interposé entre ces derniers. L'orientation relative du segment 13 est assurée par un vérin 20 interposé entre ce dernier et le segment 12 et celle du segment 14 par un vérin 21 disposé entre le segment 14 et le segment 13. La structure de la flèche 9 est conçue de manière que le segment Il s'élève verticalement avec une possibilité de débattement selon un angle ai pouvant être compris entre 0 et 750. Le segment 12 est monté par l'axe 15 sur le segment 11, de manière à pouvoir être déplacé sur une plage angulaire a2 environ égale à 750. Le segment 13 est articulé sur le segment 12 pour disposer o d'une plage de débattement 3 égale à peu près à 150 , alors que le segment extrême 14 est articulé sur le segment 13 pour bénéficier d'une plage d'articulation relative sur un angle ax voisin de 1200. La structure de la flèche 9 est également retenue de manière que les différents segments puissent être considérés, hormis des détails constructifs découLant d'un choix de réalisation, d'adaptation ou de montage, comme étant sensiblement situes dans un même plan vertical passant par l'axe A-A' et dans lequel les différents segments peuvent être mOs sur leurs plages respectives de débattement. La passerelle 2 est constituée de manière traditionnelle par un plateau 30, pourvu de deux garde-corps 31, éventuellement réunis par des barrières transversales 32 amovibles extrêmes. Bien que cela ne soit pas représenté, il doit être considéré avantageux de constituer le plateau 30 à partir de segments modulaires possédant chacun, sur les deux bords transversaux, des moyens complémentaires d'assemblage. Il devisent ainsi possible de constituer un plateau 30 de longueur adaptée au travail à exécuter ou aux caractéristiques de l'ouvrage à visiter. La passerelle 2 est pourvue, soit directement sur le plateau 30, soit sur les garde-corps 31 et à proximité des parties terminales, de moyens 33 d'attache amovible des deux ensembles 3a, 3b.Les moyens d'attache 33, représentés de façon schématique aux dessins, peuvent être à un ou plusieurs points d'attache et comporter tous les organes connus en la matière pour permettre un accrochage ou un décrochage manuel, rapide et facile, des ensembles de liens 3a, 3b, tout en assurant une sécurité de solidarisation. Dans ce domaine, des moyens tels que des mousquetons à commande automatique ou manuelle et à mécanisme de sécurité, peuvent être prévus. De tels mousquetons peuvent être choisis parmi le matériel d'alpinisme, le matériel d'accastillage, le matériel d'hélitreuillage, etc. Les ensembles de lien souple sont, respectivement, constitués par au moins un câble et, de préférence par deux, L'un étant dit porteur principal, alors que l'autre est qualifié de porteur de sécurité. Chaque ensemble comprend aussi de préférence un cordon électrique de même longueur que les câbles, de maniere à permettre un raccordement à un ou plusieurs boîtiers 34 de la passerelle comportant un ou plusieurs interrupteurs ou contacteurs de commande à distance de la mise en et hors service des différentes fonctions des unités la, lb, telles que celles d'articulation de la flèche 9 et de rotation de la tourelle 7.Les cordons électriques peuvent être supprimés et la fonction qu'ils assument est alors assurée par les câbles porteurs métalliques transmettant des signaux par induction magnétique, comme cela est connu dans la technique, notamment par le matériel commercialisé sous la marque MAGTRON 3000. Chaque ensemble de lien souple est pourvu d'organes 35 d'accrochage sur les moyens d'attache amovible 33 et sont, par ailteurs, pris en charge par des moyens d'enroulement-déroulement motorisés et de guidage associés à chaque unité la ou lb. Comme cela apparat plus précisément aux fig. 2 et 3, Les moyens d'enroulement-déroulement motorisés comprennent, pour chaque unité la ou lb, au moins un enrouleur-dérouleur 40 parté par la tourelle 7. La motorisation de l'enrouleur-dérouleur 40 est placée sous la dépendance d'un effort de traction appliqué à L'ensemble 3 correspondant. Les moyens de guidage et d'enroulement comprennent également sur l'un des segments de la flèche 9 et, de préférence, sur le segment 12, un groupe de treuillage 41, du type à lien passant ou à tour mort, comprenant un moteur hydraulique ou électrique capable d'entrainer en rotation, dans un sens ou dans l'autre, un treuil 42 autour duquel le lien souple 3 forme un tour mort ou une boucle. Bien que cela ne soit pas représenté, il doit être considéré que le groupe de treuillage 41 comporte un organe moteur à même d'entrainer en rotation simultanée, dans le meme sens, deux tambours de treuil affectés chacun à l'un des éléments constitutits de l'ensemble de lien souple, c'est-à-direau câble porteur principal, au câble de'sécurité, voire au cordon de commande à distance branché à la boite de connexion 34. Le contrôle de fonctionnement du groupe de treuillage 41 est également assuré à partir du poste de conduite 8, d'un cordon de commande à distance non représenté ou, encore, du poste de commande 34 de la passerelle. Les moyens de guidage de l'ensemble de lien souple 3 comprennent, par ailleurs, un duo de poulies à gorge 43 portées par le segment Il de manière à assurer l'inflexion et le guidage circulaire sans modification de la longueur développée de l'ensemble 3, quelle que soit la position du bras Il par rapport à la tourelle 7 à l'intérieur de la plage ai. Les moyens de guidage font, également, intervenir des poulies 44 centrées sur les axes d'articulation 16 et 17 entre les segments articulés 12, 13 et 14, de manière que L'ensemble de lien 3 puisse suivre toute configuration momentanée des différents segments de la flèche 9, sans modification de sa Longueur enroulée ou déroulée. Les moyens de guidage font également intervenir, en tête du segment extrême 14, un duo de poulies de guidage 45 disposées en tandem et jointives, perpendiculairement à l'axe du segment et dont la fonction est d'assurer le déroulement des liens, quelle que soit l'orientation du segment par rapport à la verticale. Outre les organes ci-dessus, les moyens de guidage comprennent également des organes de maintien et de cheminement de L'ensemble de lien souple 3, le long des différents segments de la flèche 9. Ces organes comprennent tout d'abord, par exemple, des tunnels 46 courant sur toute la longueur utile des différents - segments entre les poulies d'inflexion et entre ces dernières et le groupe de treuillage 41. Il est également prévu d'adapter, en relation avec chaque poulie d'inflexion 44, un ou des moyens de retenue à même d'immobiliser et de maintenir l'ensemble 3 dans la gorge de poulie qui lui est réservée. De tels moyens, désignés dans leur ensemble par la référence 47, sont, par exemple, constitués de cavaliers placés dans la zone où le lien reste toujours en contact avec la poulie. Le matériel décrit ci-dessus est utilisé de la façon suivante. A partir de la position de constitution du matériel par adaptation des ensembles de lien souple 3a et 3b sur les moyens d'attache amovibles 33 de la passerelle 2, tels qu'illustrés par la fig. 1, il est possible de commander Les unités la et lb, par exemple en rapprochement mutuel parallèlement à un parapet ou garde-corps 60 bordant le sol I ou voie de roulement. Cette opération peut être effectuée en agissant simultanément sur les flèches 9 pour élever la passerelle 2 au-dessus du plan horizontal passant par le parapet 60. Dans ces conditions, il est possible ensuite de commander la rotation inverse des toureLLes 7, après extension des vérins stabilisateurs 6, pour disposer la passerelle 2 hors du plan Latéral de la construction, aligné ou non avec le parapet 1, comme cela est illustré par La fig. 4.Dans cette position, un réglage du déploiement de chaque flèche 9 permet d'approcher ou d'éloigner la passerelle 2 parallèlement à une surface Si à inspecter qui peut être une face latérale d'une construction, voire le tympan d'un pont en arc. La fig. 4 met en évidence qu'un ou plusieurs opérateurs peuvent ainsi être maintenus en sécurité pour inspecter visuellement et de près toute la surface Si, quelle que soit l'étendue verticale de cette dernière, puisqu'il suffit de commander les groupes de treuillage 41 pour placer la passerelle 2 au niveau requis, sans modification du plan de cette passerelle par rapport à la surface Si. Dans une telle phase de travail, le plan des flèches 9 est alors, de préférence, perpendiculaire à celui de la surface St et le réglage de déploiement de chaque flèche permet d'ajuster la proximité de la passerelle 2 par rapport à la surface Si, en fonction de L'évolution de cette dernière, et de passer, sans problème de sécurité, des zones en surplomb, selon une progression verticale ascendante ou descendante, selon les cas. Par l'intermédiaire de la fig. 4, on conçoit également que, sans aucune modification de position relative, la passerelle 2 peut être déplacée horizontalement en commandant les organes de roulement 5 des unités la et lb après relevage des vérins de stabilisation 6. De cette manière, les faces latérales, parements ou tympans de grandes longueurs, de grandes hauteurs et d'épaisseurs variables, peuvent être inspectés précisément de façon visuelle sur toute la surface par un ou plusieurs opérateurs qualifiés intervenant en toute sécurité par la mise en oeuvre d'un matériel souple d'adaptation et d'utilisation. La fig 5 montre un autre exemple de mise en oeuvre consistant à assurer La suspension de la passerelle 2 par l'intermédiaire des ensembles 3a et 3b retenus par les deux unités la et lb qui sont, par exemple, disposées parallèlement et à proximité des deux parapets P de la partie supérieure d'une construction de grande hauteur, telle qu'un pont en arc. De cette manière, il est possible d'inspecter précisément, visuellement et de près, l'intrados de chaque voûte V, de même que les faces transversales des piles ou culées P. La fig. 6 illustre la mise en oeuvre du matériel dans un cas d'application selon la fig. 5. Le procédé d'installation du matériel consiste à suspendre La passerelle 2 par l'un des ensembles de lien souple tels que 3a, puis, en ayant recours à des moyens de déplacement sur la surface terrestre ou maritime ou fluviale disponible, à adapter Le second ensemble de lien souple 3b déroulé de l'unité lb, par accrochage à la seconde extrémité de la passerelle 2. Il suffit ensuite de commander l'enroulement de l'ensemble 3b pour relever progressivement la passerelle 2, comme cela est illustré à la fig. 6, afin de placer cette dernière parallèlement à l'intrados de la voûte V. Pour mener à bien une telle opération, il est avantageux de prévoir sur La passerelle 2, à proximité de l'une des extrémités, une nacelle 50 à orientation verticale automatique ou commandée, de manière à recevoir un ou plusieurs opérateurs maintenus dans une position d'équilibre et de sécurité pendant la phase de relèvement de la passerelle jusqu' la position d'utilisation, parallèlement à l'intrados de la voûte V. La fig. 6 illustre, également, le procédé de transfert du matériel d'une voûte V à une autre et consistant à procéder de façon inverse à ce qui est décrit ci-dessus pour décrocher l'ensemble 3b avant de permettre un transfert latéral de la passerelle 2 parallèlement à la face de la pile P au moyen de l'unité la jusqu'à la voûte suivante devant être inspectée. La fig. 7 montre que, dans un exemple d'installation comparable à la fig. 4, il est possible, par l'intermédiaire des fleches 9, de disposer les segments articulés de manière à suspendre La passerelle 2 sous L'encorbellement E d'une construction, afin de permettre l'inspection visuelle et de près de l'âme ou de l'encorbellement. La fig. 8 montre, en relation avec l'exemple selon La fig. 5, que le réglage de déploiement des flèches 9 permet l'inspection de l'intrados du hourdis inférieur d'une poutre caisson, ainsi que celle de la face de la pile P correspondante, malgré la présence de cet encorbellement E. Dans les exemples selon les fig. 7 et 8, la mise en oeuvre des flèches articulées à quatre segments successifs permet de suspendre, en toute sécurité, la passerelle 2 pour l'examen de surfaces situées sous encorbellement ou surplomb, inspection qui, jusqu'à présent, n'était que difficiLement réalisable avec les moyens connus de l'art antérieur. La fig. 9 illustre un autre exemple de mise en oeuvre typique du matériel selon l'invention utilisé pour l'inspection des faces latérales, âmes et encorbellements, d'un intertablier entre deux voies de circulation constituées par des poutres caissons successives H portées par des piles P. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Matériel d'inspectïon visuelle des faces et parois d'un ouvrage de grandes dimensions, caractérisé en ce qu'il comprend : - une passerelle (2) pourvue, à proximité de ses extrémités, de moyens (33) d'attache amovible de deux ensembles de lien souple (3a, 3b), - deux unités porteuses (la, lob), automotrices et directrices et comprenant chacune :: . un châssis porteur (4) pourvu d'organes de roulement (5) et de vérins stabilisateurs rétractables t6), . une tourelle motorisée (7) montée sur le châssis et tournant sur un axe vertical (A-A'), . une flèche (9) montée articulée sur la tourelle par un axe horizontal (10) et constituée par quatre segments (11 à 14) articulés sur des axes horizontaux et réglables individuellement, . et des moyens d'enroulement-déroulement et de guidage le long de la flèche d'un ensemble de lien souple, - et deux ensembles (3a, 3b) de lien souple pris en charge par les moyens d'enroulement déroulement motorisé et de guidage et accrochés sur les moyens d'attache amovible. 2 - Matériel selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins te quatrième segment (14) de la flèche est constitué par un bras télescopique. 3 - Matériel selon la revendication 1, caractériséPen ce que les moyens d'enroulement-déroulement motorisé comprennent, pour chaque unité porteuse (1), un groupe de treuillage (41) et un enrouleur-dérouleur (40) pour l'ensemble de lien souple correspondant (3). 4 - Matériel selon la revendication 3, caractérisé en ce que le groupe de treuillage (41) est porté par la flèche (9), alors que l'enrouleur-dérouleur (40) est monté sur la tourelle (7). 5 - Matériel selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le groupe de treuillage (41) comprend un organe moteur et au moins un tambour de treuil (42) du type à lien passant ou à tour mort. 6 - Matériel selon ta revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent, pour chaque unité - des poulies à gorge (43, 44, 45) centrées sur les axes d'articulation des segments de la flèche ainsi qu'en bout du segment extreme, - des moyens (47) due retenue de l'ensemble de lien souple correspondant, - et des guides de cheminement (46) répartis le long des segments. 7 - Matériel selon la revendication 1 ou 6, caractérise en ce que chaque ensemble de lien souple (3) comprend un premier câble de suspension, un second câble de sécurité doublant le premier et un cordon électrique de raccordement à un contacteur (34) monté sur La passerelle pour le contrôle à distance de la rotation de la tourelle, du groupe de treuillage et de l'articulation des segments de la flèche. 8 - Matériel selon a revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que chaque ensemble de lien souple comprend au moins un câble métallique assumant une fonction de transmission de signaux par induction magnétique. 9 - Matériel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la passerelle comprend un plateau constitué par plusieurs segments de plateaux pourvus chacun, sur les côtes transversaux, de moyens d'assemblage complémentaires. 10 - Matériel selon la revendication 1 ou 9, caractérisé en ce que la passerelle (2) est pourvue d'une nacelle orientable.