Brevet FR2696815A1 — publié le 19940415

La présente invention concerne un engin pour inspection visuelle de branchements d'une canalisation. On sait inspecter visuellement des canalisations non visitables, en particulier des canalisations enterrées. On utilise à cet effet des engins mobiles adaptés à se déplacer ou à être déplacés à l'intérieur d'une canalisation, ces engins étant reliés par des câbles et/ou des tuyauteries à un poste de commande et de contrôle au sol. On sait placer sur un tel engin une ou plusieurs sources lumineuses et une ou plusieurs caméras vidéo qui permettent l'inspection visuelle à distance de la canalisation dans laquelle se déplace l'engin au moyen d'écrans vidéo situés dans ledit poste de commande et de contrôle. Une telle inspection ne demande que peu de préparatifs, puisqu'il suffit d'ouvrir un ou plusieurs regards de visite pour introduire l'engin à l'intérieur de la canalisation. Elle est rapide et ne nécessite qu'une mise hors service de la canalisation de courte durée. On ne sait pas par contre inspecter visuellement les branchements qui débouchent dans une telle canalisation sans des travaux préparatoires importants de démontages ou d'aménagements d'ouvertures, qui nécessitent la mobilisation d'équipes et de matériels importants et la mise hors service de la canalisation et des branchements pendant une durée nettement plus longue qui dérange les usagers. La demanderesse a décidé de rechercher une solution au problème de l'inspection visuelle des branchements d'une canalisation. Le but de l'invention est de proposer un engin pour inspection visuelle de branchements d'une canalisation à partir de l'intérieur de cette canalisation, de manière à permettre une telle inspection sans exiger plus de préparatifs que l'inspection de la canalisation principale. L'engin visé par l'invention est un engin adapté à se déplacer à l'intérieur de la canalisation et associé à des moyens pour commander et contrôler ses déplacements et pour l'immobiliser sensiblement au droit d'un branchement à explorer. Suivant l'invention, cet engin est caractérisé en ce qu'il comporte - un élément semi-rigide et flexible allongé de longueur prédéterminée adapté à être mis en mouvement et lancé sur une trajectoire prédéterminée dans une direction prédéterminée, et à ne s'écarter sensiblement de cette trajectoire qu'au contact avec un obstacle; - un moyen optique d'inspection visuelle à distance associé à une source de lumière, et fixé à l'extrémité libre dudit élément semi-rigide; - des moyens de mise en mouvement pour mettre en mouvement positivement ledit élément semi-rigide dans un sens ou dans l'autre; - des moyens de guidage pour placer l'élément semi-rigide sur une trajectoire prédéterminée; - des moyens d'orientation pour orienter ladite trajectoire prédéterminée dans une direction prédéterminée;; - des moyens de commande et de contrôle desdits moyens de mise en mouvement, de guidage et d'orientation. L'élément semi-rigide, à l'extrémité duquel est fixé un moyen optique d'inspection, garde sensiblement la trajectoire qui lui a été communiquée lors de sa mise en mouvement tant qu'il ne rencontre pas d'obstacle. Lors de la rencontre avec un obstacle, sa flexibilité lui permet d'infléchir sa course. Un tel élément est ainsi bien adapté à l'inspection d'un branchement, puisque les branchements ont en général un tracé aussi direct que possible entre le point de départ et le point d'arrivée. En outre, les moyens de guidage et d'orientation permettent de régler au mieux l'orientation de la trajectoire initiale de l'élément semi-rigide par rapport à celle du branchement à inspecter. Enfin, les moyens principaux sont installés sur l'engin à l'intérieur de la canalisation, et seuls le moyen optique et l'élément semi-rigide pénètrent à l'intérieur du branchement. Ainsi mis en mouvement et lancé depuis l'engin, l'élément semi-rigide permet d'introduire le moyen optique d'inspection dans le branchement jusqu'à des points situés par rapport à la canalisation à une distance égale à sa longueur. Suivant une version avantageuse de l'invention, l'engin comporte un berceau qui pivote autour d'un axe sensiblement parallèle à celui de l'engin et qui porte un tambour rotatif de même axe et un guide tubulaire dans lequel l'élément semi-rigide pénètre en quittant le tambour. Le tambour porte ainsi l'élément semi-rigide qui est redressé par le guide tubulaire; ce dernier débouche, après un pivotement approprié du berceau, devant l'entrée du branchement. La rotation du tambour dans le sens du déroulement de l'élément semi-rigide fait avancer cet élément à l'intérieur du branchement. Suivant une version préférée de l'invention, le berceau pivotant est monté à l'intérieur d'un module autonome qui porte également les moyens de commande et de contrôle et qui peut être fixé de manière amovible sur le corps d'un engin d'inspection d'une canalisation. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description détaillée ciaprès. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est un schéma illustrant un engin conforme à l'invention en service à l'intérieur d'une canalisation; - la figure 2 est une vue agrandie partielle de dessus d'un module regroupant les moyens principaux de l'invention. Dans la réalisation de la figure 1, on voit l'engin 1 pour inspection visuelle d'un branchement 2 d'une canalisation 3 à partir de l'intérieur de ladite canalisation. L'engin 1 est un engin d'un type quelconque connu qu'il n'est pas nécessaire de décrire en détail, automoteur ou tracté, à roues, à chenilles, à patins ou analogue. L'engin 1 est adapté à se déplacer à l'intérieur de la canalisation 3 et est associé à des moyens (non représentés) pour commander et contrôler ses déplacements et pour l'immobiliser sensiblement au droit d'un branchement à explorer. Dans l'exemple schématisé, l'engin 1 comporte un corps 4 monté sur des roues 5 et relié par un câble 6 à un poste de commande (non représenté) au sol dont il reçoit l'énergie et des signaux de commande et auquel il envoie des signaux de mesure et d'inspection. Comme représenté plus en détail à la figure 2, l'engin 1 comporte successivement: - un élément 7 semi-rigide et flexible allongé de longueur prédéterminée adapté à être mis en mouvement et lancé sur une trajectoire prédéterminée dans une direction prédéterminée, et à ne s'écarter sensiblement de cette trajectoire qu'au contact avec un obstacle; - un moyen optique 8 d'inspection visuelle à distance associé à une source de lumière et fixé à l'extrémité libre avant 9 de l'élément semi-rigide 7; - des moyens de mise en mouvement 10 pour mettre en mouvement positivement ledit élément semi-rigide 7 dans un sens ou dans l'autre; - des moyens de guidage 11 pour placer l'élément semi-rigide 7 sur une trajectoire prédéterminée; - des moyens d'orientation 12 pour orienter ladite trajectoire prédéterminée dans une direction prédéterminée;; - des moyens de commande et de contrôle desdits moyens de mise en mouvement, de guidage et d'orientation. Le moyen optique 8 d'inspection visuelle est une sonde vidéo, par exemple une caméra CCD avec éclairage incorporé. L'élément semi-rigide 7 est un jonc ou câble semi-rigide capable de prendre une certaine courbure pour s'enrouler sur un tambour, puis d'être redressé dans un guide approprié pour reprendre une configuration sensiblement rectiligne. Ce câble sert au moins à alimenter en énergie électrique la caméra 8 et son éclairage incorporé. Les moyens de mise en mouvement 10 comprennent un tambour rotatif pour enrouler et dérouler l'élément semi-rigide 7. Les moyens de guidage 11 comprennent un guide tubulaire pour redresser l'élément semi-rigide 7 déroulé du tambour 10. Les moyens d'orientation 12 comprennent un berceau 12 pivotant par rapport à l'engin 1 autour d'au moins un axe. Dans l'exemple de la figure 2, le berceau 12 pivote autour d'un axe 13 sensiblement parallèle à celui de l'engin 1 et porte un tambour rotatif 10 de même axe, et un guide tubulaire 11 dans lequel l'élément semiflexible 7 pénètre en quittant le tambour 10. Le tambour 10 est entraîné en rotation par un moteur 14 par l'intermédiaire de deux pignons 15, 16, le pignon 16 étant claveté sur l'arbre 17 du tambour 10. Le berceau 12 pivote dans un sens ou dans l'autre autour de l'axe 13 par rapport à un châssis 18 solidaire de l'engin 1, sous l'action d'un moteur 19. Des contacts tournants 20 permettent d'alimenter en énergie électrique le moteur 14 et la sonde vidéo 8, et de transmettre des signaux au poste de commande par un câble 22. Comme schématisé à la figure 1, le berceau pivotant 12 est monté à l'intérieur d'un module autonome 21 qui porte également les moyens de commande et de contrôle et qui peut être monté de manière amovible sur le corps 4 d'un engin 1 d'inspection d'une canalisation 3. Le fonctionnement de l'engin que l'on vient de décrire est le suivant. Le châssis 18 sert de support à l'ensemble et à la fixation sur différents engins 1. Le berceau 12 permet le positionnement radial de la caméra 8. Il est piloté par le moteur 19. Il peut notamment effectuer une rotation de 1800 dans chaque sens. Le tambour 10 entraîné par le moteur 14 permet la rentrée ou la sortie du jonc semi-rigide 7 avec une vitesse variable selon la commande. Le jonc semi-rigide 7 comporte des câbles électriques permettant l'alimentation et la transmission. Ainsi ce jonc semi-rigide a une double fonction: - pousser et tirer la sonde vidéo 8 dans le branchement 2; - transporter l'énergie nécessaire au fonctionnement de la sonde vidéo 8. L'ensemble des moyens précités est monté sur l'engin 1 mobile qui se déplace à l'intérieur de la canalisation 3. Le positionnement de la sonde vidéo est donc réalisé par cet engin à l'aide de la sonde vidéo même. Dans le cas où il existe également une caméra d'inspection sur l'engin 1, on peut également prendre en compte l'information sur la localisation longitudinale et transversale du branchement. Dans tous les cas de figure, ce positionnement nécessite des opérations manuelles de réglage de la position de l'engin 1 depuis le poste de commande au sol. Le positionnement radial est réalisé grâce au berceau 12 entraîné par le moteur 19. Ce positionnement est également guidé par la sonde vidéo 8. Son réglage est aussi manuel. Une fois que la sonde vidéo 8 est positionnée à l'entrée du branchement 2, on actionne le moteur 14 pour dérouler le jonc semi-rigide 7 enroulé sur son tambour 10 et pour introduire la caméra 8 dans le branchement 2. Quel que soit l'angle d'inclinaison du branchement 2 par rapport à la canalisation principale 3, l'introduction de la sonde vidéo 8 est possible grâce à la flexibilité du jonc semi-rigide 7. La transmission de l'image vidéo peut être réalisée de deux façons: - Transmission HF: Un émetteur vidéo Haute Fréquence est branché directement à la sortie vidéo de la caméra; il est incorporé dans la sonde vidéo. Ce signal HF peut être transmis soit dans l'air, soit dans les fils conducteurs d'électricité. Un récepteur est incorporé dans l'engin 1. Il permet de reconvertir le signal HF en signal vidéo standardisé. Via le connecteur tournant 20, le signal vidéo sera transmis jusqu'au poste de commande et de contrôle par le câble 6. - Transmission directe: Un coaxial est incorporé dans le jonc semirigide 7; il permet de transmettre le signal vidéo standard jusqu'à l'engin 1. Via le connecteur tournant 20, le signal vidéo est transmis jusqu'au poste de commande et de contrôle par le câble 6. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du cadre de l'invention. On peut ainsi modifier les moyens de guidage, changer l'emplacement et/ou l'orientation du tambour 10, remplacer le tambour 10 et le berceau 12 par exemple par des paires de rouleaux ou autres moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Engin (1) pour inspection visuelle de branchements (2) d'une canalisation (3) à partir de l'intérieur de ladite canalisation (3), cet engin (1) étant adapté à se déplacer à l'intérieur de la canalisation (3) et étant associé à des moyens pour commander et contrôler ses déplacements et pour l'immobiliser sensiblement au droit d'un branchement (2) à explorer, caractérisé en ce qu'il comporte - un élément (7) semi-rigide et flexible allongé de longueur prédéterminée adapté à être mis en mouvement et lancé sur une trajectoire prédéterminée dans une direction prédéterminée, et à ne s'écarter sensiblement de cette trajectoire qu'au contact avec un obstacle; - un moyen optique (8) d'inspection visuelle à distance associé à une source de lumière, et fixé à l'extrémité libre dudit élément semi-rigide (7);; - des moyens de mise en mouvement (10) pour mettre en mouvement positivement ledit élément semi-rigide (7) dans un sens ou dans l'autre; - des moyens de guidage (11) pour placer l'élément semi-rigide (7) sur une trajectoire prédéterminée; - des moyens d'orientation (12) pour orienter ladite trajectoire prédéterminée dans une direction prédéterminée; - des moyens de commande et de contrôle desdits moyens de mise en mouvement (10), de guidage (11) et d'orientation (12). 2. Engin conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mise en mouvement (10) comprennent un tambour (10) pour enrouler et dérouler l'élément semi-rigide (7). 3. Engin conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de guidage (11) sont un guide tubulaire. 4. Engin conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'orientation (12) comprennent un berceau pivotant par rapport à l'engin (1) autour d'au moins un axe (13). 5. Engin conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le berceau (12) pivote autour d'un axe (13) sensiblement parallèle à celui de l'engin (1) et porte un tambour rotatif (10) de même axe et un guide tubulaire (11) dans lequel l'élément semi-rigide (7) pénètre en quittant le tambour (10). 6. Engin conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que le berceau pivotant (12) est monté à l'intérieur d'un module autonome (21) qui porte également les moyens de commande et de contrôle et qui peut être fixé de manière amovible sur le corps (4) d'un engin (1) d'inspection d'une canalisation.