Brevet FR2695667A1 — publié le 19940318

MACHINE POUR REALISER UNE TRANCHEE DE DRAINAGE DANS UN TERRAIN La présente invention a pour objet une machine pour creuser une tranchée de drainage, plus particulièrement dans un terrain gazonné ou stabilisé et notamment un terrain de sport, et pour la remplir en partie au moyen d'un matériau drainant. De façon plus précise, l'invention concerne une machine qui permet la réalisation de fentes de suintement ou tranchées drainantes dans un terrain gazonné ou stabilisé et qui permet simultanément de déverser dans la tranchée ainsi réalisée un matériau granuleux de drainage. L'invention concerne plus particulièrement le cas où le terrain dans lequel le drainage doit être effectué est délicat et ne doit pas être détérioré par le passage de la machine de drainage. La réalisation de fentes de suintement ou de tranchées de drainage implique deux opérations d'une part, l'extraction et l'évacuation de la terre; d'autre part, le remplissage des tranchées à l'aide d'un matériau drainant. Ces deux opérations sont le plus souvent réalisées de manière successive à l'aide de deux passages distincts.Cette option présente en particulier les défauts suivants: - cela nécessite un jeu de matériel supplémentaire, notamment une machine de remplissage, ce qui augmente le coût global des moyens de drainage; - l'intervention est plus longue, ce qui augmente également le coût, et on multiplie les passages des machines sur la surface du sol en augmentant les risques de compactage de celui-ci ou de création d'ornières ; et - de plus, cela risque de provoquer un rebouchage partiel des tranchées créées puisque la stabilité des parois de la tranchée réalisée du premier passage n'est pas assurée. On a également proposé de réaliser ces deux opérations à l'aide d'une même machine. Dans ce cas, les solutions retenues exigent l'utilisation de gros tracteurs dommageables pour l'état du terrain et notamment de la pelouse à drainer, ou encore l'emploi d'une machine autonome extrêmement lourde qui présente donc les inconvénients mentionnés ci-dessus. Pour remédier à ces inconvénients, un objet de l'invention est de fournir une machine de réalisation de tranchées de drainage et de remplissage en matériau drainant qui, tout en permettant la réalisation de ces deux opérations à l'aide d'une même machine, permet de respecter l'état de la surface du terrain à drainer, notamment en autorisant l'utilisation d'un tracteur de petites dimensions et de faible poids pour entraîner la machine. Typiquement, cette machine peut être entraînée par un tracteur de moins de 2 tonnes. Pour atteindre ce but, selon l'invention, la machine pour creuser une tranchée de drainage dans un terrain gazonné ou stabilisé, notamment un terrain de sport, et la remplir en partie au moyen d'un matériau drainant, qui comporte un outil d'extraction et au moins une trémie de distribution du matériau drainant, montés sur un châssis destiné à être attelé à un tracteur et porté par un train de roues, se caractérise en ce que l'un des deux moyens constitués par l'outil d'extraction et le train de roues est fixe par rapport au châssis tandis que l'autre moyen est relié audit châssis par un moyen de réglage en hauteur. On voit que, grâce à cette possibilité de réglage en hauteur soit des trains de roues, soit de l'outil d'extraction, il est possible de maintenir horizontal le châssis quelle que soit la profondeur de la tranchée à creuser, ce qui permet ainsi de maintenir une répartition des charges sur les trains de roue sensiblement constantes en réglant convenablement l'assiette du châssis de la machine. Selon un mode préféré de réalisation, l'outil d'extraction est une roue excavatrice montée pivotante sur le châssis et enveloppée à l'avant par un caisson d'évacuation des déblais extraits par la roue, ledit caisson coopérant avec au moins un convoyeur transversal présentant une portion horizontale, le caisson étant en outre monté sur le châssis par l'intermédiaire de moyens de réglage de hauteur par rapport au châssis. On comprend qu'ainsi il est possible d'adapter la position du caisson en fonction de la position relative de la roue excavatrice par rapport au sol afin d'optimiser la récupération des déblais par le caisson. Selon encore une autre caractéristique préférée, la machine comporte des éléments glissants disposés sur le terrain de part et d'autre de la roue excavatrice et s'étendant vers l'avant pour maintenir le terrain pendant le creusement de la tranchée par la roue excavatrice, ces éléments glissants étant fixés sous le caisson d'évacuation des déblais. Ainsi, la surface du terrain est maintenue lors de l'action de la roue excavatrice dans le sol pour réaliser la tranchée, ce qui permet d'avoir une meilleure définition de la tranchée et d'éviter d'endommager la surface du sol dans les zones périphériques de la tranchée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1 est une vue de dessus de l'ensemble de la machine de drainage; - la figure 2 est une vue en élévation de la machine de la figure 1; - la figure 3 est une vue d'extrémité de l'ensemble de la machine selon la flèche III de la figure 1; - la figure 4 est une vue de détail montrant un mode préféré de réalisation de la trémie de déversement du matériau de drainage; - la figure 5 est une vue partielle montrant un convoyeur associé au caisson de récupération des déblais en vue de leur évacuation ; et - les figures 6 et 7 sont des vues respectivement de face et de côté des moyens de réglage en hauteur des trains de roues. En se référant tout d'abord aux figures 1 à 3, on va décrire l'ensemble de la machine qui sera ultérieurement appelée machine de drainage. La machine se compose essentiellement d'un châssis 10 constitué par des longerons tels que 12 et par des traverses telles que 14. La machine de drainage 10 est tractée par un tracteur de type convenable, de préférence un microtracteur, et reliée à celui-ci par un timon 16. Sur le châssis 10 sont montés, successivement de l'avant vers l'arrière, un caisson 18 de récupération des déblais prélevés dans le sol, d'un outil d'extraction 20 qui est, de préférence, constitué par une roue excavatrice 22 et d'une trémie 24 servant à stocker et à déverser dans des conditions contrôlées le matériau granulaire de drainage au fur et à mesure de la réalisation de la tranchée de drainage à l'aide de l'outil d'excavation 20 et donc de l'avance de la machine. La machine 10 est supportée de préférence par deux trains de roue, respectivement référencés 26 et 28. Chaque train de roue est constitué par deux roues 30 et 32 montées sur un même axe 34.Comme le montre les figures 1 et 2, chaque train de roue est solidarisé avec le châssis de telle manière que chaque train de roue 26, 28 soit disposé de part et d'autre de la trémie 24. Comme le montre clairement la figure 1, la roue excavatrice 22 est montée à rotation par rapport au châssis en étant solidaire d'un axe 40, cet axe étant entraîné en rotation par un organe moteur 42 qui est, de préférence, un moteur hydraulique. La roue excavatrice 32 qui est entraînée en rotation dans un sens opposé à celui des trains de roues 26 et 28 coopère avec le caisson 18 de récupération des déblais. Pour cela, le caisson 18 comporte une encoche verticale 44 dans laquelle s'engage une portion d'extrémité verticale de la roue 22. Le caisson 18 de récupération des déblais est monté sur le châssis 10 par l'intermédiaire de glissières verticales 50, 52 solidaires du châssis.La position du caisson 18 peut être réglée en hauteur par rapport au châssis 10 par l'intermédiaire, par exemple, d'un vérin hydraulique 54 dont le corps 54a est solidaire du châssis et dont l'extrémité de la tige 54b est solidaire d'une paroi du caisson 18. Le fond du caisson 18 est muni de deux patins 56 et 58 disposés de part et d'autre de la roue 22, comme le montre la figure 1. A l'aide du vérin 54, il est possible de régler la position verticale du caisson 18 de telle manière que les patins 58, 56 soient en appui sur la surface du sol de part et d'autre de la zone où la tranchée doit être creusée par la roue 22, avec une pression adaptée. Une fois que les déblais sont extraits par la roue 22, ils sont repris par un ensemble de convoyage 60 qui permet des acheminer vers des moyens de récupération des déblais indépendants de la machine 10. Après avoir décrit l'ensemble de la machine de drainage, on va en décrire plus en détails certains des principaux organes. En se référant plus particulièrement aux figures 6 et 7, on va expliquer comment chaque train de roue est relié au châssis afin de permettre d'adapter l'assise de celle-ci par rapport à la profondeur de la tranchée à réaliser. L'essieu 34 de chaque train de roues est relié au châssis de la machine par l'intermédiaire d'un système télescopique 70 constitué par une glissière 72 verticale et solidaire du châssis de la machine et une tige coulissante 74 montée dans cette glissière 72, l'extrémité inférieure de la tige 74 étant reliée à l'essieu 34. Afin d'assurer un guidage convenable de la tige 74 à l'intérieur de la glissière 72, la tige est munie de galets 76 et 78 montés fous sur la tige 74 et coopérant avec les parois internes de la glissière 72. Ce guidage est complété dans la direction des axes de rotation des galets 76 et 78 par deux tasseaux 80 et 82.Les déplacements de la tige 74 par rapport à la glissière 72 sont commandés par un vérin, de préférence hydraulique, 90 dont le corps 90a est solidaire du châssis et dont l'extrémité de la tige 90b est solidaire de l'extrémité inférieure de la tige 74 du système télescopique 70. En outre, une butée réglable 92 mobile montée sur l'extrémité inférieure de la tige 74 est solidarisée avec celle-ci par l'intermédiaire d'un pointeau 94. La butée 92 peut venir en appui sur l'extrémité inférieure de la glissière 72. On définit ainsi une profondeur maximale pour la tranchée réalisée par l'outil d'extraction. Si l'on revient aux figures 1 et 2, on voit que le timon 16 servant à atteler la machine 10 à son tracteur est articulé par rapport au châssis autour d'un axe horizontal 100. Pour définir l'angulation du timon 16 par rapport à l'horizontale, une extrémité du timon 102 est reliée à la partie 104 du châssis par un système télescopique 106 constitué par une première tige 108 articulée sur la pièce 104 du châssis et par une deuxième tige 110 pouvant coulisser dans la première et articulée sur l'extrémité 102 du timon 16. Le réglage de l'enfoncement de la tige 110 dans la tige creuse 108 est réalisé à l'aide d'un vérin, de préférence hydraulique, 112 dont le corps 112a est solidaire de la tige 108 et dont la tige 112b est solidaire de la tige 110 du système télescopique 106.On comprend qu'ainsi on peut définir de façon constante l'angle que fait le timon 16 avec le plan du châssis. Cette disposition permet de maintenir l'ensemble du châssis de la machine dans une position horizontale en adaptant l'angle à la position des trains de roue par rapport au châssis et à la hauteur d'accrochage du timon sur le tracteur d'entraînement. Cette disposition participe au réglage de l'équilibre des charges entre le tracteur et la machine de drainage comme on l'expliquera ultérieurement. En se référant maintenant à la figure 4, on va décrire un mode préféré de réalisation de la trémie 24 servant au déversement du matériau granulaire de drainage. Sur la figure 4, on a représenté le fond de la tranchée 120 creusée par l'outil d'extraction et le niveau courant du sol 122. La trémie se termine à sa partie inférieure de façon classique par un bec de déversement 124. La cloison 124a définissant la partie arrière du bec de déversement de la trémie par rapport au sens de déplacement de la machine est munie d'un organe permettant de définir la hauteur h de remplissage en matériau de drainage. Pour cela, une plaque 126 est solidarisée avec la paroi 124a du bec de déversement par l'intermédiaire d'un système de vis 128 coopérant avec une ouverture oblongue 130 ménagée dans la plaque 126.On peut ainsi régler la position du bord inférieure de la plaque 126, qui porte la référence 126a, par rapport à la trémie et donc par rapport au châssis de la machine, c'est-à-dire par rapport au fond 120 de la tranchée. Comme le montre la figure 4, lors du déplacement de la machine, la plaque arrière mobile 126 dont la largeur est égale à celle de la tranchée réalisée provoque l'arasement du dépôt de matériau de drainage 127 au niveau souhaité. En outre, comme le montrent les figures 2 et 3, l'extrémité supérieure 24a de la trémie est munie d'une grille 128. Cette grille permet de tamiser le matériau de drainage lors de son chargement dans la trémie. Cela assure la qualité du matériau effectivement déversé dans la tranchée de drainage. Cela évite également l'introduction d'éléments parasites dans le matériau de drainage pendant les phases d'utilisation de la machine. La figure 5 montre un mode préféré de réalisation de l'ensemble de convoyage 60 qui permet d'extraire les déblais recueillis par le caisson et de les acheminer vers des moyens de récupération indépendants tels qu'un tombereau. L'ensemble de convoyage comporte un premier convoyeur à bande 140 disposé horizontalement au-dessus du fond du caisson 18. Le convoyeur 140 à bande se déplace bien sûr perpendiculairement à la direction longitudinale de la machine et comporte deux rebords 142 de guidage des déblais. La bande 141 du convoyeur 140 est montée sur un tambour fou 131 et sur un tambour menant 133 solidaires du caisson 18. Un deuxième convoyeur à bande 142 coopère avec le premier pour acheminer les déblais jusqu'aux moyens de récupération. La bande 135 de ce convoyeur passe sur le tambour menant 137 et un tambour fou 139.Les deux tambours menants 133 et 137 sont couplés soit à un moteur hydraulique non représenté sur les figures, soit à partir de la prise de force du tracteur par l'intermédiaire d'un réducteur. Ce deuxième convoyeur est muni également d'un rebord de guidage des déblais 146. En outre, il est articulé par rapport au premier, par l'intermédiaire de deux plaques de liaison 148 solidaires du caisson autour de l'axe du tambour menant 137 du convoyeur 144. Un système de retenue par tirant 150 permet de définir l'inclinaison du convoyeur 144 par rapport à l'horizontale afin d'adapter celui-ci à la hauteur de la machine et à Ia hauteur des moyens de récupération des déblais. De préférence, les quatre roues sont indépendantes et sont équipées de pneumatique basse pression. De préférence, également ces pneumatiques sont du type à profil "gazon". Les caractéristiques des pneumatiques sont déterminées pour que, à pleine charge, la pression au sol exercée par la machine soit au plus égale à 3 bars et, de préférence, au plus égale à un bar. Cela permet de diminuer les risques de détérioration du sol par le train de roues. Selon une autre caractéristique de l'invention, les différentes masses de la machine, notamment la trémie, la roue excavatrice et le caisson, sont disposées par rapport au train de roues de telle manière qu'à vide la force appliquée par le timon de la machine sur l'attelage du tracteur soit au plus égale à 25% du poids de la machine et, de préférence, égale à 25%. Cette charge résiduelle appliquée au tracteur garantit le maintien de l'adhérence au sol de celui-ci et l'absence de compactage généré par les roues arrière. Corollairement, les roues portent, lorsque la trémie est vide, au moins 75% du poids de la machine et, de préférence, 75%. Plus généralement, à vide, les roues portent de 60 à 90% du poids total de la machine et, de préférence, entre 70 et 80%. En outre, ces masses sont réparties de telle manière que, à pleine charge, c'est-à-dire lorsque la trémie est remplie de matériau de drainage, les roues portent plus de 75% du poids total de la machine. En outre, dans la description précédente, on a envisagé plus particulièrement le cas où l'outil d'extraction est fixe en hauteur par rapport au châssis et où c'est le réglage de la position des trains de roues qui permet de définir la profondeur de la tranchée de drainage. Cependant, on ne sortirait pas de l'invention en inversant ces dispositions. On aurait alors des trains de roues qui occuperaient une position fixe alors que la position de l'outil d'extraction serait réglable verticalement par rapport au châssis. Il y aurait lieu alors d'adapter la transmission cinématique entre l'outil d'extraction et son moteur d'entraînement. De plus, l'outil d'extraction de la terre pour réaliser la tranchée de drainage pourrait être différent d'une roue excavatrice. Il est cependant souhaitable que cet outil, par son mode d'action, ne nécessite pas une augmentation de la puissance du tracteur qui entraîne la machine, et donc de son poids. Il découle de la description que la machine de drainage selon l'invention présente de nombreux avantages. Notamment elle permet de diminuer sensiblement le coût de la réalisation de l'installation de drainage du fait que les opérations de creusement de la tranchée et de mise en place du matériau sont réalisées avec une seule machine et en un seul passage. En outre, cette machine est bien plus maniable que celles de l'état de la technique. De plus, compte tenu de son faible poids, elle ne nécessite pas l'utilisation de véhicule du type poids lourd pour son acheminement sur un chantier. REVEND ICATIO NS 1.- Machine pour creuser une tranchée de drainage dans un terrain gazonné ou stabilisé notamment un terrain de sport et la remplir en partie au moins d'un matériau drainant, comportant un outil d'extraction (20) et au moins une trémie (24) de distribution du matériau, montés sur un châssis (10) attelé à un tracteur et porté par un train de roues (26, 28), caractérisée en ce que l'un des moyens constitués par l'outil d'extraction (20) et le train de roues (26, 28) est fixé au châssis tandis que l'autre moyen est relié audit châssis par un moyen de réglage en hauteur. 2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le train de roues (26, 28) est guidé le long d'au moins une glissière verticale (72) du châssis (10) et assujetti à au moins un organe d'actionnement en translation (90), l'outil d'extraction comprenant une roue excavatrice (22) montée tournante autour d'un axe géométrique (40) fixe par rapport au châssis et accouplée à un dispositif d'entraînement en rotation (42). 3.- Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le train de roues (26, 28) comporte, de chaque côté, deux roues (30, 32) jumelées portées par un montant (74) muni de moyens de guidage (76, 78, 80, 82) coopérant avec une glissière (72) faisant corps avec le châssis, un vérin télescopique (90) étant interposé entre la base du montant (74) et le châssis et une butée réglable (92) étant fixée sur ledit montant pour s'appuyer contre un arrêtoir de la glissière et déterminer ainsi positivement la profondeur de terrage de la roue excavatrice. 4.- Machine selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le châssis comporte un timon (16) monté pivotant autour d'un axe transversal horizontal (100), susceptible d'être attelé au tracteur et assujetti à un moyen de réglage de son inclinaison (108, 110, 112) prenant appui sur le châssis pour maintenir celui-ci horizontal lors du réglage vertical du train de roues pour déterminer la profondeur de terrage de la roue excavatrice. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de réglage de l'inclinaison du timon (16) comprennent une tige télescopique (108, 110) dont une extrémité est solidaire du timon et dont l'autre extrémité est solidaire du châssis (10) et un vérin (112) apte à commander la longueur de ladite tige télescopique. 6.- Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte des éléments glissants disposés sur le terrain de part et d'autre de la roue excavatrice (22), s'étendant vers l'avant pour maintenir le terrain pendant le creusement de la tranchée et protéger les bords de celle-ci, ces éléments étant reliés au châssis et réglables en hauteur. 7.- Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que la roue excavatrice (22) est enveloppée à l'avant par un caisson (18) d'évacuation des déblais coopérant avec au moins un moyen de convoyage transversal présentant une portion (140) horizontale disposée au-dessus du fond du caisson, le caisson étant guidé le long de glissières verticales (50, 52) faisant corps avec le châssis et assujetti à au moins un organe d'actionnement en translation (54). 8.- Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que les éléments glissants sont des sabots (56, 58) distincts en forme de luges, fixés sous le caisson (18) et appuyés sur le terrain par l'organe d'actionnement (54) en translation verticale de ce caisson. 9.- Machine selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce qu'elle comporte deux convoyeurs à bande (140, 144) dont la bande circule par son brin supérieur sur un bâti et est enroulée sur un tambour extrême fou et un tambour extrême menant, l'un de ces convoyeurs (140) dit premier convoyeur est horizontal et est fixé par un bâti sur le caisson d'évacuation et entraîné par un moteur accouplé à son tambour menant 133), tandis que le deuxième convoyeur (144) est monté pivotant par l'arbre de son tambour menant (137) proche de celui du premier convoyeur sur un prolongement descendant du bâti (148) de ce premier convoyeur et est réglable en inclinaison par un moyen de retenue (150), les tambours menants précités étant reliés par une transmission cinématique. 10.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la trémie (24) de distribution du matériau drainant est fixée dans le châssis et est disposée derrière l'outil d'extraction (20), au voisinage du train de roues (26, 28), la trémie (24) étant équipée à sa base d'un bec verseur (124) situé en prolongement dudit outil d'extraction et plongeant dans la tranchée de drainage. 11. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que la trémie (24) comporte en outre à sa partie supérieure des moyens (128) pour tamiser le matériau drainant. 12.- Machine selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisée en ce que le bec verseur comporte deux parois latérales fixes, une paroi antérieure fixe et une paroi postérieure réglable (126) en niveau pour déterminer la hauteur de remplissage de la tranchée de drainage. 13.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la pression qu'elle exerce sur le sol par ses roues est au plus égale à un bar, la force appliquée par le timon (16) sur l'attelage du tracteur étant au plus égale à 25% du poids à vide de la machine. 14.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la répartition des masses est telle qu'à vide les roues portent entre 60 et 90% du poids total et qu'en charge elles portent plus de 75% du poids total. 15.- Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'à vide les roues portent entre 70 et 80% du poids total et qu'en charge elles portent plus de 75% du poids total. 16.- Machine selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'à vide, les roues portent 75% du poids total et qu'en charge elles portent plus de 75% du poids total.