Brevet FR2675962A1 — publié le 19921030

PROCEDE D'INTERVENTION SUR DES CABLES AERIENS AU MOYEN D'UNE NACELLE ET D'UNE FOURCHE HELIPORTEES DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne l'entretien et la réparation des câbles aériens, tels que des câbles électriques du réseau public de distribution de l'électricité L'invention est particulièrement adaptée aux changements de manchons de jonction entre deux tronçons d'un câble aérien L'invention peut également s'appliquer à des câbles de moyens de transport, tels que les téléphériques et toutes les cabines portées par des câbles et pouvant supporter le poids supplémentaire d'une nacelle d'entretien L'invention concerne également indirectement l'héliportage. ART ANTERIEUR La plupart des câbles aériens nécessitent, une fois qu'ils sont installés, de nombreuses opérations d'entretien, de réparation et d'aménagement. En effet, dans le cadre des programmes d'entretien et d'aménagement du réseau public de distribution de L'énergie électrique, L'Electricité de France doit assurer de nombreuses interventions diverses. Par exemple, le remplacement d'un manchon de jonction entre deux tronçons d'un câble aérien nécessite la pose au sol de ce câble, de manière à effectuer les réparations, et nécessite ensuite la remise en place du câble, suspendu entre deux pylônes Ce type d'intervention est extrêmement long et coûteux. L'invention vise à faciliter, à améliorer et à accélérer ce type d'opération sur n'importe quel câble aérien. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, un premier objet de l'invention est un procédé d'intervention sur au moins un câble aérien au moyen d'une nacelle à bord de laquelle peuvent être embarqués du matériel et des opérateurs et comprenant des moyens de fixation de la nacelle a- ux câbles Selon l'invention, le procédé consiste à: fixer la nacelle à un élément porteur; suspendre l'élément porteur à un hélicoptère; héliporter l'ensemble de l'élément porteur et de la nacelle; positionner la nacelle contre les câbles; fixer la nacelle sur au moins un câble; détacher et retirer l'élément porteur de la nacelle; Une équipe d'opérateurs peut ainsi évoluer pendant un certain temps sur un ou plusieurs câbles, alors que l'hélicoptère porteur est parti pour effectuer d'autres tâches Pour compléter ce procédé, selon l'invention on prévoit également l'enlèvement de la nacelle qui est placée sur les câbles par un procédé comprenant les étapes suivantes: suspendre un élément porteur à un hélicoptère; positionner par héliportage l'élément porteur près de la nacelle posée sur les câbles; fixer la nacelle à l'élément porteur; détacher la nacelle des câbles; dégager la nacelle des câbles; ramener au sol par héliportage l'ensemble constitué de la nacelle et de l'élément porteur. Un deuxième objet principal de l'invention est donc une nacelle héliportée, constituée d'une structure métallique à l'intérieur de laquelle peuvent être embarqués des opérateurs et du matériel, la nacelle comprenant: des moyens de fixation à un élément porteur qui peut être suspendu à un hélicoptère; des moyens de fixation à au moins un câble aérien pour pouvoir fixer la nacelle à ces câbles. Dans la réalisation préférentielle de la nacelle selon l'invention, cette dernière possède deux parois latérales d'extrémité à l'extérieur desquelles sont placées les moyens de fixation à l'élément porteur. Dans ce cas, des moyens de fixation à l'élément porteur sont constitués d'un crochet orienté vers le bas, et en dessous duquel peut pénétrer une extrémité de préhension de l'élément porteur. Il est préférable de prévoir des moyens de verrouillage de chacune des extrémités de préhension dans le crochet correspondant. Dans ce cas, ces moyens de verrouillage peuvent être réalisés par une goupille traversant l'extrémité de préhension et au moins le crochet ou la paroi latérale d'extrémité. La réalisation préférentielle des moyens de fixation de la nacelle aux câbles se fait par des barres de fixation dans lesquelles sont pratiquées des encoches ouvertes vers le bas quand les barres sont fixées sur les parties supérieures des parois latérales d'extrémité et dont la forme et la position correspondent à la forme et à la position respective des câbles. Des moyens de verrouillage sur la nacelle de ces barres de fixation sont prévus pour assurer la fixation permanente de la nacelle sur les câbles, les encoches étant orientées vers le bas. Un troisième objet de l'invention est une fourche héliportée constituant l'élément porteur du procédé précédemment décrit Il comprend: des moyens d'arrimage aux élingues d'un filin d'un hélicoptère; au moins deux extrémités de préhension s'étendant horizontalement lorsque la fourche est suspendue, pour pouvoir pénétrer dans les moyens de fixation correspondants d'un objet à saisir et à héliporter. Cette fourche s'applique particulièrement dans le cadre de la nacelle précédemment résumée et comprenant des moyens de fixation verrouillables à l'aide de la goupille Dans ce cas, la fourche possède des trous dans les extrémités de préhension pour permettre auxdites goupilles de pénétrer. Les normes de sécurité imposent que dans ce cas la fourche soit constituée d'une structure métallique reliée à une barre supérieure par plusieurs boulons pyrotechniques reliés par des cordeaux pyrotechniques à des moyens de commande destinés à être actionnés à partir de l'hélicoptère ou par les opérateurs, pour larguer la structure métallique et le matériel embarqué en cas de force majeure, et comprenant des moyens d'arrimage des opérateurs à la barre supérieure. LISTE DES FIGURES La description détaillée de l'invention, donnée à titre explicatif, est accompagnée des figures représentant respectivement: figure 1, l'application préférentielle de l'invention à des câbles électriques; figure 2, la nacelle et la fourche selon l'invention; figure 3, l'utilisation de moyens pyrotechniques pour larguer la structure métallique de la fourche selon l'invention; figure 4, en vue frontale, les moyens de fixation de la fourche à la nacelle; figures 5 A et 5 B, deux exemples de réalisation de barres de verrouillage utilisées sur la nacelle selon l'invention pour fixer celle-ci aux câbles aériens. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION La figure 1 permet de comprendre facilement l'utilité du procédé d'intervention selon l'invention. En effet, on distingue sur cette figure 1, un réseau de câbles aériens 1, une nacelle 2 suspendue à un hélicoptère au moyen d'une fourche 20 D'autres nacelles 2 sont placées sur les câbles aériens 1. Elles sont destinées à placer une équipe d'opérateurs juste à côté d'un ou de plusieurs câbles aériens 1 en vue d'effectuer des opérations d'entretien ou de réparation de ces câbles On comprend que, à l'aide d'un hélicoptère, il est facile de déposer plusieurs nacelles 2 pour que des opérations d'une durée de l'ordre d'une ou de deux dizaines de minutes soient effectuées sur les câbles aériens, avec la possibilité de venir les rechercher aussitôt que l'opération est terminée. Les phases du procédé d'intervention, selon l'invention, sur de tels câbles aériens sont les suivantes: fixer une nacelle 2 à un élément porteur 20 qui doit être suspendu à un hélicoptère Comme le montrent les figures, cet élément porteur est de préférence une structure métallique en forme de fourche qui peut venir saisir la nacelle 2. On signale que la nacelle 2 est destinée à embarquer une équipe d'opérateurs et leur matériel, dans le but d'effectuer une réparation ou une opération d'entretien sur un ou plusieurs câbles aériens 1 On signale également que la présente invention est plus particulièrement adaptée à l'entretien et la réparation d'un ou de plusieurs câbles d'un faisceau de câbles aériens 1, comme le montre la figure I; suspendre l'élément porteur 20, en l'occurrence la fourche, à un hélicoptère porteur, au moyen duquel la mission de réparation doit être effectuée; héliporter l'ensemble constitué de la nacelle 2 et de son élément porteur 20 sur les lieux de la réparation, en l'occurrence un ou plusieurs câbles aériens I; positionner la nacelle 2 sur les câbles 1, à l'endroit o l'opération doit être effectuée (on signale la possibilité de fixer la nacelle sur un seul câble aérien 1, avec toutefois des risques d'instabilité de la nacelle); fixer de manière sûre et stable la nacelle 2 sur les câbles 1, de manière à ce que les opérateurs puissent évoluer en toute sécurité lors de l'opération à effectuer; détacher de la nacelle 2 l'élément porteur constitué de préférence de la fourche 20; et évacuer la fourche 20 de la nacelle Cette dernière opération permet à l'hélicoptère de manipuler une ou plusieurs autres nacelles 2 à l'aide de la fourche 20, pendant que la nacelle 2 qui vient d'être positionnée sur les câbles aériens 1 est opérationnelle pour effectuer l'opération d'entretien sur un ou plusieurs câbles. Il est ainsi possible d'embarquer rapidement une équipe d'opérateurs, pour effectuer par exemple une opération consistant à changer un manchon de jonction entre deux parties d'un même câble aérien- 1 Une telle opération peut être effectuée à l'aide d'un vérin de reprise d'efforts embarqué à bord de la nacelle 2 Il sert à maintenir la tension entre les deux parties du câble 1 à réparer et sur lequel la nacelle 2 est en partie positionnée, pendant l'opération de changement du joint de jonction. Le procédé selon l'invention se complète bien entendu par l'évacuation de la nacelle 2 des câbles 1 Cette évacuation est effectuée par héliportage, et plus exactement, par les phases suivantes: héliportage d'un élément porteur, tel que la fourche 20; positionnement de la fourche 20 avec ces éléments de préhension prêts à coopérer avec des éléments de fixation correspondants de la nacelle 2 La figure 1 ne donne pas d'idée précise sur ce positionnement, par contre, la figure 2 montre que dans la réalisation préférentielle de la fourche, des extrémités de préhension 22 sont prévues pour venir s'emmancher dans des moyens de fixation 14 de la nacelle 2; fixation de la nacelle 2 sur la fourche 20, de préférence par verrouillage des extrémités de préhension 22 dans les moyens de fixation 14; déverrouillage de la nacelle 2 par rapport aux câbles 1 sur lesquels elle est positionnée; dégagement de la nacelle 2 par rapport aux câbles 1 au moyen de l'hélicoptère par un dégagement latéral en dessous des câbles 1, dans le cas de la figure 2; convoyage a*u sol de l'ensemble de la nacelle 2 et de la fourche 20. Les détails du procédé seront précisés par la suite, lors de la description des principaux éléments permettant de réaliser ces interventions sur les câbles 1. Nacelle: Pour la description de cette dernière, il faut se reporter à la partie gauche de la figure 2 Celle-ci est constituée d'une structure métallique au moyen de cornières et de montants, de manière à délimiter un volume constituant un champ d'opérations pour une équipe d'opérateurs Elle comprend principalement un plancher 15 et des parois latérales 16 et 17 qui sont soit en treillis métallique, soit en tôle Le bac formé par le plancher 15 et les parois latérales 16 et 17 peut être rigidifié sur sa longueur par des barres inférieures 9 placées en système triangulé. A l'extérieur des parois latérales d'extrémité 16 se trouvent les moyens de fixation 14 à l'élément porteur, en l'occurrence à la fourche Ces moyens sont représentés plus en détail par la figure 4. Sur cette dernière figure, sont représentés une paroi latérale d'extrémité 16 vue de profil, un crochet 14 constituant le moyen de fixation, une paroi latérale longitudinale 17, une extrémité de préhension 22 de la fourche 20, et une partie de cette dernière On voit que le crochet 14 est fixé à la paroi latérale d'extrémité 16 de manière à constituer un logement 35 pour l'extrémité de préhension 22 de la fourche 20, l'accès à ce logement se faisant par en dessous du crochet 14. L'introduction de l'extrémité de préhension 22 se fait horizontalement, cette position horizontale étant obtenue naturellement lorsque la fourche 20 est suspendue à l'héLicoptère par l'intermédiaire des élingues 25 d'un filin La forme de la fourche est donc déterminée dans ce but. Pour éviter des mouvements inopinés de l'extrémité de préhension 22 par rapport aux crochets 14, c'est-à-dire de la fourche 20 par rapport à la nacelle 2, il est préférable de prévoir des moyens de verrouillage de la nacelle 2 sur la fourche 20. Comme le montre la figure 4, ces moyens de verrouillage sont avantageusement réalisés au moyen d'une goupille 13 bloquant en translation horizontale l'extrémité de préhension 22 par rapport aux crochets 14 On prévoit à cet effet, dans ce crochet 14, dans l'extrémité de préhension 22 et dans la paroi latérale d'extrémité 16, des trous 36 prévus à cet effet. Comme le montre la figure 2, les trous dans l'extrémité de préhension 22 peuvent être simplement constitués par un espace vide dans la structure métallique 21 de la fourche 20 Cet endroit est symbolisé par un cercle en trait interrompu et repéré 63 De la même manière, un trou dans le crochet 14 est repéré 36, pour symboliser la position de cette goupille de verrouillage 13 IL est de toute manière indispensable que cette goupille 13 traverse l'extrémité de préhension 22 et au moins un des deux éléments parmi le crochet 14 et la paroi latérale d'extrémité 16 N'importe quel autre moyen de verrouillage de l'extrémité de préhension 22 sur la nacelle 2 peut être prévu. La goupille 13 peut être facilement retirée de l'intérieur de la nacelle 2 par les opérateurs, au moyen d'une poignée de préhension 19 En effet, une fois que la nacelle 2 est positionnée et fixée sur les câbles aériens 1, les opérateurs peuvent enlever la goupille 13 et déverrouiller ainsi la fixation de la fourche 20 par rapport à la nacelle 2 La fourche 20 peut alors être évacuée par l'hélicoptère, par une translation horizontale complétée d'une translation vers le bas. L'opération inverse peut avoir lieu lorsque toutes les opérations devant être effectuées sur les câbles aériens 1 sont terminées La fourche 20 est alors rapprochée de la nacelle 2 par l'hélicoptère, de manière à ce que l'extrémité de préhension 22 passe en dessous des crochets 14 Les opérateurs peuvent alors verrouiller à l'aide de la goupille 13 la fourche 20 par rapport à la nacelle 2. En revenant à la figure 2, un exemple de réalisation des moyens de fixation de la nacelle 2 par rapport aux câbles 1 consiste à prévoir une barre de fixation 7 au-dessus de chaque paroi latérale d'extrémité 16 Chaque barre de fixation 7 enferme, à l'aide de la paroi latérale d'extrémité correspondante 16, les câbles 1 dans la nacelle 2. De préférence, pour positionner les câbles aériens 1 par rapport à la nacelle 2, chaque barre de fixation 1 1 7 possède des encoches inférieures 8 La forme et la dimension des encoches correspondent à la forme et la position respective des câbles 1 Plus exactement, comme le montre la figure 5 A, une première réalisation de la barre de fixation consiste à prévoir deux encoches latérales 8 A dont la largeur correspond au moins à deux' fois celle d'un câble aérien 1, de manière à ce que deux câbles aériens 1 puissent être logés dans chacune de ces encoches latérales 8 A. Si le faisceau de câbles aériens possède un câble central, une encoche centrale 8 B peut être prévue d'une largeur légèrement supérieure à celle du câble aérien 1 correspondant. La deuxième réalisation illustrée par la figure 5 B montre une deuxième réalisation de cette barre de fixation 7 avec uniquement deux encoches latérales 8 A pouvant recevoir deux câbles aériens 1. Il est ainsi possible de prévoir un jeu de couples de barres de fixation 7 ayant chacun des encoches dont les formes et les positions correspondent à la taille et à la position de câbles de différents faisceaux de câbles aériens Chaque barre de fixation 7 possède néanmois dans ce cas des moyens de fixation standard pouvant s'adapter à une unique nacelle 2, en l'occurrence un trou 61 Ceci veut dire que, quelles que soient la forme et la position des encoches 8, 8 A et 8 B, la position du trou de fixation 61 des barres de fixation 7 doit être la même En l'occurrence, dans l'exemple représenté, chaque barre de fixation 7 peut être verrouillée à l'extrémité supérieure des parois latérales d'extrémité 16 On peut prévoir à cet effet un système de goupilles verrouillables 29 Ce système de verrouillage est représenté de profil sur la figure 4 On peut distinguer une goupille de verrouillage 29 pénétrant dans la barre de guidage 7 et dans deux flasques 28 solidaires chacun de la paroi latérale d'extrémité 16. Chaque barre de fixation 7 peut également être équipée de poignées 5 de manipulation. Ce mode de fixation des câbles n'est qu'un exemple de réalisation, d'autres moyens pouvant être imaginés pour pouvoir adapter une unique nacelle 2 à plusieurs types de faisceaux de câbles aériens 1. On conçoit ainsi qu'une nacelle de travail 2 puisse être utilisée pour une équipe de plusieurs opérateurs équipés de leur matériel Différents accessoires peuvent ainsi être utilisés à bord de la nacelle pour entreposer le matériel ou pour fournir de l'énergie, par exemple un moteur à explosion. Fourche: La partie droite de la figure 2 représente l'élément porteur de la nacelle 2, et plus exactement, une fourche 20 Cet élément a la forme d'une fourche pour faciliter la préhension de la nacelle 2 et la dépose de cette dernière Les mouvements relatifs de la fourche 20 par rapport à la nacelle 2 sont symbolisés par les flèches horizontales représentées à côté des extrémités de préhension 22 Ces dernières sont maintenues horizontalement grâce à la configuration de la structure métallique 21 de la fourche 20, dont la répartition du poids prévoit un équilibre, les extrémités de préhension 22 se trouvant horizontales. La structure métallique 21 de la fourche comprend de préférence des barres de détour 62 pour éviter que les câbles aériens ne pénètrent l'espace opérationnel de la nacelle 2 du côté de la fourche 20 De plus, elle comprend en particulier une barre supérieure 32 à laquelle sont fixés des moyens d'arrimage, sous la forme d'anneaux 12, aux élingues 25 du filin de l'héLicoptère. La fixation de cette barre supérieure 32 à la structure métallique 21 de la fourche 20 se fait de préférence au moyen de boulons pyrotechniques 46 placés à l'intérieur de la structure métallique 21 En effet, comme le montre la figure 3, ces boulons pyrotechniques 46 constituent un exemple de moyens permettant de larguer la structure métallique 21 de la fourche 20, et par là même, la nacelle 2 qu'elle supporte Chaque boulon pyrotechniques 46 est relié par un cordeau pyrotechnique 49 à des moyens de commande pouvant se trouver, soit sur l'hélicoptère, soit sur la barre supérieure 32 Dans ce dernier cas, ils peuvent être commandés par les opérateurs 3 au moyen d'un interrupteur 50 Il est en effet obligatoire de prévoir la possibilité de larguer la majeure partie de la charge supportée par l'hélicoptère, au cas o celui- ci pourrait subir une panne ou une baisse de régime de la turbine de propulsion Le poids relativement important constitue par la nacelle 2 peut être ainsi largué en quelques secondes. Afin d'éviter aux opérateurs 3 de subir, dans cette situation particulière, le même sort que celui de la nacelle 2, des moyens d'arrimage de ces opérateurs 2 sont prévus également sur la barre supérieure 32 Ils sont constitués de préférence par des anneaux 34 auxquels les opérateurs 3 peuvent être reliés au moyen de câbles légers complétés d'un mousqueton, comme c'est le cas dans de nombreuses activités o un corps humain doit être assuré par rapport à un endroit fixe. On comprend ainsi que l'invention permet à une équipe d'opérateurs d'intervenir sur un câble précis dans un faisceau de câbles aériens 1 Le concept de positionnement d'une cellule 2 à l'aide d'une fourche 20 permet de positionner une nacelle 2 sur des câbles aériens 1 placés dans la partie inférieure d'un faisceau, grâce à L'approche de la nacelle 2, de manière latérale et de bas en haut, relativement aux câbles 1 auxquels elle doit être fixée. Pour assurer la stabilité de la nacelle, il est prévu qu'elle soit arrimée à au moins deux câbles Néanmoins, on peut également envisager de la fixer à un seul câble aérien. REVENDICATIONS 1 Procédé d'intervention sur au moins un câble aérien ( 1) au moyen d'une nacelle ( 2) à bord de laquelle peuvent être embarqués du matériel et des opérateurs ( 3) et comportant des moyens de fixation à au moins deux câbles ( 1), comprenant les phases suivantes: fixer la nacelle ( 2) à un élément porteur ( 20); suspendre l'élément porteur ( 20) à un hélicoptère; héliporter l'ensemble de l'élément porteur ( 20) et de la nacelle ( 2) pour positionner la nacelle ( 2) sur au moins deux câbles aériens ( 1); fixer la nacelle ( 2) sur au moins un desdits câbles aériens ( 1); détacher et retirer l'élément porteur ( 20) de la nacelle ( 2). 2 Procédé d'intervention selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les phases supplémentaires suivantes pour enlever la nacelle ( 2) placée sur les câbles aériens ( 1): héliporter un élément porteur ( 20); positionner l'élément porteur ( 20) près de la nacelle ( 2); fixer la nacelle ( 2) à l'élément porteur ( 20); détacher la nacelle ( 2) des câbles aériens ( 1) auxquels elle est fixée; dégager la nacelle ( 2) des câbles aériens ( 1); ramener au sol l'ensemble de la nacelle ( 2) et de l'élément porteur ( 20). 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément porteur ( 20) a une forme de fourche, de manière à pouvoir saisir la nacelle ( 2) sur le côté et légèrement par en dessous. 4 Nacelle héliportée ( 2) constituée d'une structure métallique ( 10) à l'intérieur de laquelle peuvent être embarqués des opérateurs ( 3) et du matériel, et comprenant: des moyens de fixation à un élément porteur ( 20) qui peut être suspendu à un hélicoptère; des moyens de fixation à au moins un câble aérien ( 1) pour pouvoir fixer la nacelle ( 2) à ce câble aérien ( 1). 5 Nacelle selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend deux parois latérales d'extrémité ( 16) à l'extérieur desquelles sont placés les moyens de fixation de l'élément porteur ( 20). 6 Nacelle selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de fixation à l'élé-ment porteur ( 20) sont constitués de chaque côté d'un crochet ( 14) orienté vers le bas, et en dessous duquel peut pénétrer une extrémité de préhension ( 22) de l'élément porteur ( 20). 7 Nacelle selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de verrouillage des extrémités de préhension ( 22) dans des crochets ( 14). 8 Nacelle selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens de verrouillage comprennent une goupille ( 13) traversant l'extrémité de préhension ( 22) et au moins le crochet ( 14) ou la paroi latérale d'extrémité ( 16) correspondante. 9 Nacelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de fixation aux câbles aériens ( 1) sont constitués à chaque extrémité de la nacelle ( 2) d'une barre de fixation ( 7) comportant des encoches ( 8) et dont la forme et la position correspondent avec la forme et la position des câbles aériens ( 1) auxquels la nacelle ( 2) doit être fixée, et des moyens de verrouillage de ces barres de fixation ( 7) sur les parois latérales d'extrémité ( 16), les encoches étant orientées vers le bas. Fourche héliportée ( 20) comprenant: des moyens d'arrimage ( 12) aux élingues ( 25) d'un filin ( 11) d'un hélicoptère; au moins deux extrémités de préhension ( 22) s'étendant horizontalement lorsque la fourche ( 20) est suspendue à l'hélicoptère, pour pouvoir pénétrer dans des moyens de fixation correspondants ( 14) d'un objet à saisir ( 2) et à héliporter. 11 Fourche selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend des trous ( 26) pratiqués dans les extrémités de préhension ( 22) pour recevoir une goupille ( 13) de verrouillage sur l'objet à saisir ( 2). 12 Fourche selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une structure métallique ( 21) reliée à une barre supérieure ( 32) par plusieurs boulons pyrotechniques ( 46) reliés par des cordeaux pyrotechniques ( 49) à des moyens de commande ( 50) destinés à être actionnés à partir de l'hélicoptère ou par les opérateurs ( 3), pour larguer la structure métallique ( 21) et le matériel embarqué en cas de force majeure, et comprenant des moyens d'arrimage ( 34) des opérateurs ( 3) à la barre supérieure ( 32).