Brevet FR2675170A1 — publié le 19921016

"Dispositif de raccordement d'un écran drainant et/ou isolant dans une tranchée" L'invention concerne la mise en place d'un matériau en film mince filtrant ou isolant dans une tranchée réalisée dans le sol et plus particulièrement le problème du raccordement entre deux films successifs lorsque la bobine à partir de laquelle le film est déroulé dans la tranchée se trouve dans la tranchée elle-même. Dans le brevet français 2 000 531 est décrit un procédé de mise en place d'un tel film dans une tranchée au moyen d'un tambour vertical portant le rouleau de film introduit dans la tranchée à l'arrière de la machine excavatrice qui creuse la tranchée, le film étant directement déroulé à son emplacement de service au fur et à mesure de la progression de l'excavatrice. Dans le brevet hollandais 82 04737 est décrite une cassette contenant le rouleau de film et qui constitue un caisson coulissant à l'arrière de la machine excavatrice qui sert à la fois au guidage du déroulement du film et au maintien de l'ouverture de la tranchée pendant ce déroulement. Un problème de ce type de technique est le raccordement entre deux films successifs et en particulier le maintien de l'étanchéité dans la zone de jonction entre deux films successifs. Ce problème est résolu selon l'invention par le fait que le caisson coulissant qui contient le rouleau de film est prolongé par une chambre de raccordement munie à ses extrémités de deux paires de rouleaux synchronisés deux à deux et montés sur des dispositifs permettant de faire varier l'écartement latéral entre deux rouleaux d'une même paire entre deux positions à savoir une position d'écartement maximal dans laquelle le passage du film est : libre et une position de pincement dans laquelle le film est entraîné par les deux rouleaux d'une même paire. Ainsi lors de la mise en place d'une bobine au fur et à mesure de la progression de la machine excavatrice qui tracte le caisson de pose coulissant à l'intérieur de la tn tranchée, le film peut passer librement du magasin à la zone de sortie du caisson à travers la chambre de raccordement. Lorsque le magasin d'approvisionnement en film est épuisé, la machine est stoppée, une nouvelle bobine est mise en place dans le magasin alors que dans la chambre de raccordement la paire de rouleaux proche de la sortie du caisson est venue pincer et immobiliser l'extrémité du film précédent et la paire de rouleaux proche du magasin entraîne l'amorce du film suivant en direction de l'extrémité du film précédent Une pièce de raccordement spéciale est alors introduite dans la chambre de raccordement et vient solidariser entre elles les deux extrémités des films. Après cette opération, les deux paires de rouleaux 1 _ de la chambre de raccordement peuvent être écartées et laisser le libre passage du film pour continuer la pose au fur et à mesure de la progression de la machine excavatrice. L'invention permet ainsi par des moyens simples de travailler pratiquement en continu et essentiellement de procéder à des réparations du film en cours de pose lorsque celui-ci aura été dégradé. Cette possibilité d'intervention sur le film à l'intérieur de la tranchée permet d'envisager une utilisation du procédé dans des tranchées de grandes profondeurs (+ de 6 m) ce qui était exclu jusqu'à présent. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre d'exemples de réalisation non limitatifs en référence aux dessins annexés dans lesquels A O La figure 1 est une vue générale schématique de dessus d'un caisson coulissant selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe verticale selon la ligne II-II de la figure 1. Les figures 3 à 8 représentent schématiquement en vue de dessus les opérations de raccordement entre deux films à l'aide d'un caisson coulissant selon l'invention. Les figures 9 et 10 représentent une vue schématique en coupe d'un premier exemple de réalisation d'une pièce de raccordement entre deux films. Les figures 11 à 14 représentent schématiquement en coupe le raccordement entre deux films avec un deuxième exemple de pièce de raccordement. La figure 15 est une vue schématique en coupe d'un E autre exemple de réalisation du raccordement entre deux films. Les figures 16 à 18 représentent des variantes de réalisation de la partie avant d'un caisson coulissant selon l'invention en vue schématique de dessus. La figure 19 représente une variante de réalisation de la partie arrière (zone de sortie) d'un caisson coulissant selon l'invention en vue schématique de dessus. Les machines utilisées pour creuser les tranchées et poser un écran drainant ou isolant sont bien connues. Elles sont généralement constituées par un engin à chenille portant une chaîne excavatrice orientable ou par un tracteur tirant une roue trancheuse, l'ensemble étant suivi d'un caisson coulissant dans la tranchée destiné à la mise en place d'un film isolant ou draînant, d'un tuyau perforé formant drain en fond de fouille et le déversement de matériaux draînants tels qu'une grave calibrée, du béton poreux ou de la bentolithe. Les machines de ce type étant bien connues ne seront pas décrites plus en détail ni représentées sur les dessins La présente description intéressera essentiellement la structure du caisson coulissant, attelé ou non derrière la machine excavatrice. Selon l'invention, le caisson coulissant comporte une structure en trois parties: une partie avant constituant un magasin de chargeur pour le film à dérouler, une partie intermédiaire dite chambre de raccordement et une partie arrière constituant la zone de sortie du film dans la tranchée. Les figures 1 à 8 illustrent schématiquement un 3 E exemple de réalisation d'une opération de raccordement à l'aide d'un caisson selon l'invention Dans cet exemple, la partie avant 2 du caisson 1 constitue le réceptacle d'un rouleau 3 de film monté verticalement à l'intérieur du caisson Le rouleau 3 est par exemple monté à rotation libre sur un mandrin porté par des paliers, l'un situé au fond du caisson et l'autre à sa partie supérieure De préférence, le palier supérieur est amovible pour permettre l'introduction et la sortie des rouleaux Avantageusement, lorsque le rouleau 3 est en place dans le magasin 2, celui-ci est fermé par un gabarit de centrage qui assure un déroulement régulier et rectiligne du rouleau. A la sortie du magasin 2, les parois latérales du caisson 1 se resserrent et constituent une chambre de raccordement 4 A l'entrée de cette chambre 4 deux rouleaux verticaux 5 et 6, qui peuvent être motorisés, sont montés dans des paliers de manière à pouvoir tout en tournant sur eux-mêmes être déplacés latéralement en direction l'un de l'autre par exemple sous l'action de vérins non représentés S'ils sont entraînés, les deux rouleaux 5 et 6 sont contrarotatifs et synchronisés de telle sorte que lorsqu'ils sont en appui sur le film 3, leurs mouvements respectifs ne produisent sur ledit film aucune tension indésirable mais seulement une traction uniformément rectiligne en direction de la sortie du caisson. A l'arrière de la chambre 4, une deuxième paire de rouleaux 7 et 8, identique à la première et montée de la même manière permet également d'agir sur l'entraînement du film 3. Sur la figure 2, les rouleaux 5-6 et 7-8 ont été représentés sous la forme d'un ensemble de rouleaux juxtaposés sur un axe commun avec interposition de paliers entre les rouleaux d'un même axe. En variante, les rouleaux d'un même axe peuvent être séparés par des colliers entourant l'axe et destinés à assurer le montage de l'axe sur des vérins solidaires de la paroi du caisson. On comprend que lorsqu'ils sont en position rétractée près de la paroi du caisson qui les porte, les rouleaux 5 et 6 sont inactifs et laissent librement passer le film 3, et toute surépaisseur techniquement nécessaire. Lorsqu'ils sont en appui l'un contre l'autre de part et d'autre du film 3 ils assurent son guidage et/ou entraînement en direction de la sortie du caisson. Un asservissement permet de manoeuvrer ensemble ou séparément les deux paires de rouleaux verticaux 5-6 et 7- 8 Les rouleaux 5, 6, 7, 8 sont normalement verticaux en position de travail Il peut toutefois être utile de leur permettre de prendre une position oblique, notamment lorsqu'il y a lieu de compenser des différences d'étirement O du film entre sa partie haute et sa partie basse dans la tranchée. A cet effet, selon une variante avantageuse de l'invention, les rouleaux 5, 6, 7, 8 sont montés chacun sur une poutre qui est elle-même montée à pivotement autour d'un axe horizontal disposé en fond de caisson et des moyens sont prévus pour permettre d'immobiliser chaque poutre individuellement dans une pluralité de positions différentes selon les nécessités du chantier Sur la figure 2, on a représenté en traits pointillés une position oblique du rouleau 5 et les flèches montrent les sens de pivotements possibles des rouleaux 5-6 et 7-8 de part et d'autre de la verticale. La sortie de la chambre est fermée par une cloison transversale 9 munie d'une fente verticale 10 suffisamment large pour laisser le passage libre du film 3 et des moyens de raccordement entre deux films successifs qui seront décrits plus loin. Les deux bords de la fente 10 sont munis de lèvres souples il et 12 qui assurent l'étanchéité de la chambre de raccordement 4 notamment contre la pénétration de l'eau ou de la boue qui peut se trouver dans la tranchée. A l'arrière de la chambre de raccordement 4, le caisson l comporte une zone de sortie 13 qui comporte avantageusement un volet déflecteur 14 articulé sur un axe 15 situé sur l'une ou l'autre paroi latérale du caisson Ce déflecteur assure une application correcte du film 3 sur le bord de la tranchée. La zone de sortie 13 peut avantageusement recevoir un guide 16 de descente d'un collecteur draînant et une trémie 17 pour le déversement de matériau en vrac dans la tranchée. Le caisson coulissant selon ce premier exemple de réalisation fonctionne de la manière suivante: Lors de l'amorce d'un rouleau neuf, après que celui-ci ait été mis en place verticalement sur ses paliers dans le magasin 2, l'extrémité du film 3 est passée entre la première paire de rouleaux 5-6, les rouleaux 5-6 sont mis en contact avec le film et celui-ci est entraîné en direction de la zone de sortie Le film 3 passe alors entre la deuxième paire de rouleaux 7-8 qui sont ensuite mis en contact et assurent en coopération avec la première paire un guidage et/ou un entraînement bien régulier et rectiligne pour le déroulement du film. Lors de la fin du film le passage de l'extrémité de celui-ci entre la première paire de rouleaux 5-6 est détecté, par exemple au moyen d'une bande d'alarme solidaire de la fin du film Cette bande d'alarme peut être par exemple une bande métallique dont le passage devant un 0 capteur déclenchera une alarme sonore ou lumineuse Elle peut être plus simplement une bande colorée donnant une indication visuelle de fin de film. La machine est alors arrêtée et la première paire de rouleaux 5-6 écartée pour permettre la mise en place d'une bobine neuve dans le magasin 2. L'amorce de cette bobine est passée entre la première paire de rouleaux 5-6 et les rouleaux 5-6 sont rapprochés pour entraîner l'amorce du nouveau film à proximité de l'extrémité du film précédent maintenue en ZO attente dans la chambre 4 par la deuxième paire de rouleaux 7-8 qui aura été immobilisée lors de la détection du signal de fin de bobine. Le raccordement entre les deux extrémités du film 3 s'effectue à l'aide de pièces de raccordement spéciales insérées verticalement dans la chambre de raccordement 4. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 8, chaque extrémité du film 3 est munie d'un jonc vertical 18 ou d'un bourrelet qui forme une pièce d'appui pour la pièce de raccordement 19. Ce jonc vertical peut être moulé d'une seule pièce avec le bord du film ou rapporté dans un gousset formé par le repliement du film autour du jonc et son collage comme cela est représenté sur la figure 9. La pièce de raccordement 19 représentée en section sur la figure 10 est un profilé en matériau moulé ou injecté qui comporte deux lumières oblongues 20 et 21 ouvertes à leurs extrémités opposées par une fente 22, 23 pour le passage du film 3 Les lumières 20 et 21 sont 1 l suffisamment profondes pour permettre un enfilage aisé de la pièce de raccordement 19 sur les deux joncs 18 d'extrémités des deux films successifs. Une fois cette opération effectuée, les deux films sont mis en tension en entraînant les deux paires de rouleaux 5-6 et 7-8 en sens contraire L'espace vide des lumières est éventuellement comblé par injection d'un produit d'étanchéité tel que de la bentolithe ou polymère à prise rapide. Avantageusement entre les deux lumières 20 et 21, le profilé comporte une lumière médiane 24 munie sur toute sa hauteur de canaux radiaux débouchant dans les lumières et 21 et qui sert à l'injection du produit d'étanchéité. Lorsque la prise de ce dernier est effective, la paire de rouleaux 7-8 proche de la zone arrière du caisson est écartée pour laisser passer la pièce de raccordement 19 puis les rouleaux sont remis en appui sur le film 3 dont le déroulement reprend. Selon une variante de réalisation de l'invention représentée sur les figures 11 à 14, le film est démuni de jonc ou bourrelet d'extrémité, ou bien le raccordement s'effectue à la suite d'une rupture du film 3. Dans ce cas, après avoir arrêté l'entraînement de la paire de rouleaux 78, on met en superposition les deux extrémités de film 3 avec un chevauchement important. a 5 Deux pièces mâle-femelle 25-26 comportant des dentelures concordantes le long de leur plan de contact et munies d'un évidement central 27 formant logement pour une clavette 28, sont mises en place de part et d'autre du film 3 et maintenues en appui l'une contre l'autre par exemple s par des griffes prévues à l'intérieur de la chambre de raccordement 4 Un outil de découpe est descendu dans l'évidement central 27 pour découper la partie chevauchante de l'écran 3 Ensuite une clavette 28 de forme concordante à celle de l'évidement 27 est mise en place et assure le blocage l'une sur l'autre des deux pièces 25 et 26 et le pincement des deux extrémités de film 3. En variante, la clavette 28 comporte un évidement central pour l'injection d'un produit d'étanchéité. Comme précédemment, les rouleaux 7-8 sont écartés pour laisser le passage de la pièce de raccordement 25-26, puis remis en contact pour la poursuite du déroulement du film. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux moyens de raccordement entre films qui ont été décrits en relation avec les figures 5 à 12 La chambre de raccordement selon l'invention permet d'utiliser tout type de moyen pour assurer la solidarisation de deux extrémités de films entre elles à l'intérieur de la tranchée. Elle permet avantageusement grâce à ses rouleaux motorisés 5-6, 7-8 capables de tourner selon deux sens de rotation opposés, d'assurer une bonne stabilisation des deux extrémités de film ce qui facilite toutes les opérations ultérieures de solidarisation des films, par exemple il est possible d'utiliser, au lieu des pièces mâles femelles 25 et 26 de l'exemple de réalisation des figures 9 à 12, deux mâchoires qui viennent mettre en compression les deux extrémités du film dans leur zone de recouvrement et, pendant le maintien de la compression, un outil de soudage par ultra-son ou tout autre moyen chimique ou thermique connu peut être descendu le long du film par une ouverture prévue dans le plan de contact de l'une des mâchoires de compression pour assurer la soudure entre les deux films sur toute la hauteur de la tranchée. 3.5 Un exemple schématique d'un tel dispositif est représenté sur la figure 15, sur laquelle on voit les deux mâchoires 39 et 40 avec leurs faces d'appui lisses, l'ouverture 41 de passage de l'outil de soudage 42 dans la Q mâchoire 39, et les deux films en recouvrement 3 a, 3 b pincés entre les mâchoires 39 et 40. Sur les figures 16 à 18 sont représentées des variantes de réalisation d'un caisson coulissant comportant une chambre de raccordement selon l'invention. Sur la figure 16 est représentée une variante du magasin 2 d'approvisionnement en film dans laquelle ce dernier est enroulé sur deux bobines 29-30 distantes l'une de l'autre, les deux bobines étant enveloppées par une y bande de dévidement 31 formant courroie, afin d'éviter le phénomène d'auto serrage du film 3 lors de son dévidement. Cette disposition autorise une grande capacité de stockage de film dans un espace relativement restreint. Sur la figure 17 est représenté un magasin 2 dans lequel le film 3 est stocké sous forme d'un pliage en accordéon 32 Dans ce cas, une plaque de pression associée à un ressort assure la progression de l'accordéon de film dans le magasin en cours de son dévidement. En variante et comme représenté sur la figure 17, 0 le magasin est muni d'une membrane gonflable 33 qui assure qu'une pression uniforme est exercée sur l'accordéon au cours de son dévidement Cette disposition facilite le rechargement du magasin 2 après dégonflage de la membrane Sur la figure 18 est représentée une autre variante de réalisation de l'alimentation en film Dans ce cas, la partie avant 2 du caisson n'est pas à proprement parler un magasin pour le film stocké verticalement mais une partie de réception et de guidage du film déroulé à partir d'une bobine située à l'extérieur de la tranchée. Dans ce cas, le film 3 est plié sur lui-même autour de trois guides fixes sensiblement verticaux portés par le caisson Cet arrangement particulier de réception et de guidage du film fait l'objet d'une demande de brevet séparée déposée le même jour que la présente demande par le même demandeur. La figure 19 représente une variante de la zone de sortie 13 du caisson dans le cas o il y a deux films à l C déployer en même temps, chacun d'entre-eux devant être plaqué sur une paroi de la tranchée. Dans ce cas, la zone de sortie 13 porte une poutre fixe centrale 34 munie sur sa face arrière de deux rouleaux verticaux de répartition 35 et 36 associés à deux paires de joints râcleurs anti-retour 37 et 38 Dans ce cas, les films 3 et 3 ' passent directement de la paire de rouleaux 7-8 arrière de la chambre de raccordement 4 sur les rouleaux de répartition 35 et 36, la cloison 9, le joint d'étanchéité 11-12 et le volet déflecteur 14 des exemples de réalisation précédents sont alors supprimés. Bien entendu, pour assurer l'approvisionnement de deux films distincts, la chambre de réception 2 devra comporter un double dispositif de palier pour accueillir deux rouleaux juxtaposés. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui ont été décrits ci-dessus D'autres variantes et détails d'exécution peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les rouleaux de la chambre de raccordement sont revêtus d'un matériau légèrement compressible tel que le caoutchouc afin d'épouser étroitement le film sur toute sa hauteur et assurer un entraînement du film sans glissement. Le caisson peut être équipé de projecteurs pour visualiser les opérations se déroulant à l'intérieur. Le caisson peut être équipé de caméras transmettant à un écran de visualisation situé dans le poste de pilotage, les images de l'intérieur du caisson, ce qui permet une surveillance à distance de la progression des travaux. Le caisson peut être équipé d'une pompe aspirant les eaux chargées pouvant éventuellement s'infiltrer malgré la présence des joints d'étanchéité en sortie de la chambre ? 35 de raccordement. Le fond du caisson peut être muni d'un tiroir amovible pour la réception et l'évacuation des boues et autres. Pour limiter les frottements de la partie avant 2 formant magasin pour les rouleaux de film contre les parois de la tranchée, ladite partie avant du caisson peut être de section circulaire. REVENDICATIONS 1 Caisson coulissant pour la mise en place d'un film de matériau isolant ou drainant dans une tranchée, _z ledit caisson comportant une partie avant de réception d'un rouleau de film et une partie arrière de sortie du film dans la tranchée, caractérisée en ce qu'entre la partie avant ( 2) et la partie arrière ( 13), le caisson comporte une chambre de raccordement ( 4) munie à chaque extrémité d'une paire de rouleaux ( 5-6, 7-8) montés dans ladite chambre par des moyens permettant de faire varier l'écartement latéral des rouleaux d'une même paire entre une position active o les deux rouleaux pincent le film ( 3) et une position écartée dans laquelle le film passe librement entre les rouleaux. 2 Caisson coulissant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rouleaux ( 5-6, 7-8) sont entraînés en rotation, chaque paire de rouleau étant indépendante de l'autre. 3 Caisson coulissant selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'entraînement de chaque paire de rouleaux ( 5-6, 7-8) est réversible. 4 Caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rouleaux ( 5-6, 7-8) sont montés chacun sur une poutre qui est elle-même montée à pivotement autour d'un axe horizontal disposé en fond de caisson et en ce que ledit caisson comporte des moyens pour immobiliser chaque poutre individuellement dans une pluralité de positions 3-0 différentes. Caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la chambre de raccordement ( 4) est fermée à sa partie arrière par une cloison ( 9) munie d'une fente ( 10) dont les bords portent deux lèvres d'étanchéité ( 11, 12). 6 Caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la zone de sortie ( 13) située derrière la chambre de raccordement ( 4) est munie d'un volet déflecteur ( 14) articulé sur un axe ( 15) porté par l'une ou l'autre des parois du caisson. 7 Caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la zone de sortie ( 13) porte un guide ( 16) pour la descente d'un collecteur drainant. 8 Caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la zone de sortie ( 13) porte une trémie ( 17) pour le déversement de matériau en vrac dans la tranchée. 9 Caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie avant ( 2) est munie de paliers pour recevoir le mandrin d'un rouleau de film disposé verticalement. Caisson coulissant selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie avant ( 2) est de forme circulaire en section. 11 Caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie avant ( 2) comporte deux paires de paliers pour recevoir le mandrin de deux rouleaux de films juxtaposés verticalement. 12 Caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la partie avant ( 2) constitue un magasin pour un film ( 3) plié en accordéon ( 32). 13 Caisson coulissant selon la revendication 12, caractérisé en ce que la partie avant ( 2) comporte des moyens pour appliquer une pression uniforme sur le film ( 3) plié en accordéon. 14 Caisson coulissant selon la revendication 13, caractérisé en ce que la partie avant ( 2) comporte une membrane gonflable ( 33). Caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la partie avant ( 2) comporte deux bobines ( 29-30) distantes l'une de l'autre et enveloppées dans une bande de dévidement ( 31) formant courroie sur laquelle le film ( 3) est enroulé. 16 Caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la partie avant ( 2) constitue la zone de réception et de guidage d'un film ( 3) déroulé à partir d'une bobine située à l'extérieur de la tranchée. 17 Système de raccordement dans une tranchée de deux extrémités d'un film de matériau isolant ou filtrant à l'aide d'un caisson coulissant selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé par l'emploi d'une pièce de raccordement ( 19, 25-26) insérée verticalement dans la chambre de raccordement ( 4). 18 Système de raccordement selon la revendication 17, caractérisé en ce que chaque extrémité du film ( 3) comporte un jonc ou bourrelet vertical d'une pièce de raccordement ( 19). 19 Système de raccordement selon la revendication 18, caractérisé en ce que la pièce de raccordement comporte une lumière médiane ( 24) raccordée aux lumières oblongues ( 20-21) par des canaux radiaux pour l'injection d'un produit d'étanchéité. 20 Système de raccordement selon la revendication 17, caractérisé en ce que la pièce de raccordement est constituée en deux parties ( 25-26) mâle-femelle comportant des dentelures concordantes le long de leur ligne de raccordement et munies d'un évidement central ( 27) formant logement pour une clavette ( 28). 21 Système de raccordement dans une tranchée de deux extrémités d'un film de matériau isolant ou filtrant à l'aide d'un caisson coulissant selon l'une quelconques des revendications 1 à 16, caractérisé par l'emploi dans la chambre de raccordement ( 4) de deux mâchoires ( 39, 40) venant comprimer la zone de raccordement de deux extrémités ( 3 a, 3 b) de film, une ouverture 41 étant prévue dans le plan de contact de l'une des mâchoires ( 39) pour le passage d'un outil de soudage ( 42).