Brevet FR2701290A1 — publié le 19940812

DISPOSITIF PERMETTANT D'ASSURER LE PRELEVEMENT (OU L'INJECTION) D'UN GAZ OU LIOUIDE A L'INTERIEUR D'UNE ZONE DELIMITEE D'UN ELEMENT TUBULAIRE. On se trouve confronté de plus en plus au problème d'avoir à réaliser des mesures, prélèvements.., dans des zones non directement accessibles, par exemple en profondeur dans le sol. De tels problèmes se posent notamment lors d'accidents ou catastrophes survenant lors du transport de produits nocifs et qui se trouvent donc répandus en surface et filtrent dans le sol jusqu'à atteindre des nappes phréatiques. Pour remédier à une telle pollution, on procède donc à des forages jusqu'au niveau de la nappe et on effectue un pompage des produits polluants. n convient donc d'effectuer périodiquement des contrôles pour vérifier si la dépollution est totale.Si de tels contrôles ne posent pas de problème pour ce qui a trait à la mesure du degré de pollution des nappes phréatiques, en revanche, il est très difficile de déterminer avec précision le degré de pollution (gaz et/ou liquides) du sol lui-même. A ce jour, pour effectuer un tel contrôle du sol en profondeur, la seule solution consiste à réaliser des mesures et prélèvements successifs à des niveaux différents, la précision de mesure étant cependant discutable, étant donné que lors du prélèvement, il peut y avoir une diffusion des gaz et/ou liquides polluants sur toute la hauteur de la zone de prélèvement. Or on a trouvé et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un dispositif de conception simple, facile à mettre en oeuvre, qui permet de résoudre l'ensemble de ces problèmes et notamment, permet de déterminer avec certitude le degré de pollution du sol à un niveau prédéterminé, et ce quelle que soit la profondeur à l'intérieur du sol où doit être effectué les prélèvements. Par ailleurs, si le dispositif conforme à l'invention est particulièrement adapté pour réaliser des prélèvements, il pourrait également être utilisé pour réaliser des opérations inverses, à savoir d'injecter un gaz à l'intérieur d'une zone délimitée d'un élément tubulaire, non accessible de l'extérieur, par exemple une conduite, pour notamment réaliser des opérations de soudure sous gaz de protection. En conséquence, si dans toute la description, l'invention est décrite en utilisant l'expression "prélèvement", elle couvre également l'application d'un tel dispositif permettant de réaliser dans des mêmes conditions "l'injection" d'un gaz ou similaire. D'une manière générale, l'invention concerne donc un dispositif perfectionné permettant d'assurer le prélèvement (ou l'injection) d'un gaz à l'intérieur d'une zone délimitée d'un élément tubulaire, par exemple en profondeur dans le sol, ce dispositif se présentant sous la forme d'un ensemble de mesure pouvant être introduit à l'intérieur d'un conduit vertical réalisé préalablement dans la zone où doit s'effectuer la mesure et qui est associé au système de levage (câble) actionné directement par l'opérateur, ledit dispositif se caractérisant en ce qu'il est constitué essentiellement par une tige rigide dont l'extrémité libre est munie d'un contrepoids, et dont l'autre est solidaire du câble de manutention, ladite tige ayant une longueur correspondant à la hauteur de la zone dans laquelle on souhaite effectuer le prélèvement et étant associée à ses deux extrémités, à deux éléments qui peuvent prendre deux configurations, I'une selon laquelle la surface périphérique des deux éléments a des dimensions légèrement inférieures à celles du conduit à l'intérieur duquel est introduit le dispositif de mesure, l'autre, lorsque l'on agit sur l'élément de levage, étant telle que les éléments soient dilatés, ce qui les amène à plaquer contre la paroi du conduit à l'intérieur duquel l'ensemble est introduit, provoquant leur immobilisation à une profondeur prédéterminée, le prélèvement étant effectué par l'intermédiaire d'une "sonde" associée à l'élément expansible le plus proche de l'opérateur et raccordée à un ensemble de mesure conventionnel situé à l'extérieur. Selon une forme de réalisation préférentielle conforme à l'invention, les éléments expansibles sont constitués par des blocs de mousse (ou matériaux similaires), maintenus entre deux coupelles aux extrémités de la tige, les deux coupelles intermédiaires étant fixes et disposées à une distance égale l'une de l'autre et les deux coupelles extrêmes pouvant être déplacées axialement sous l'action d'un système à cable, afin qu'elles se rapprochent l'une de l'autre et compriment ainsi le bloc expansible provoquant sa dilatation, et donc une augmentation de sa surface périphérique provoquant le blocage contre les parois internes de l'élément tubulaire à l'intérieur duquel doit être effectuée la mesure. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif, et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en élévation montrant la structure générale du dispositif conforme à l'invention et la manière dont il est mis en oeuvre pour réaliser un prélèvement à l'intérieur d'un conduit ou forage vertical; - la figure 2 est une vue en élévation montrant plus en détail la structure du dispositif conforme à l'invention lorsqu'il est introduit à l'intérieur de l'élément tubulaire (forage) où l'on doit effectuer la mesure;; - la figure 3 est une vue en coupe montrée en détail de la manière dont est réalisée l'expansion des bagues permettant d'immobiliser le dispositif à l'intérieur du tube, à une hauteur prédéterminée, afin de définir une zone confinée, délimitée, où est réalisé le prélèvement proprement dit. Si l'on se reporte aux schémas annexés, l'invention concerne donc un dispositif désigné par la référence générale (1), permettant de réaliser le prélèvement (ou l'injection) d'un gaz (ou liquide) à l'intérieur d'une zone délimitée d'un élément tubulaire, par exemple en profondeur dans le sol (2). Par "élément tubulaire", au sens de la présente invention, on entend soit un forage continu ne comportant pas de chemisage interne, et permettant ainsi au gaz (ou liquide) contenu dans le sol de s'écouler à l'intérieur dudit forage, soit éventuellement un forage continu (3) comportant un chemisage (4) (tel que représenté à la figure 1), ledit chemisage devant alors avoir une structure telle (perforations par exemple) qu'il permet au gaz (ou liquide) contenu dans le sol de s'écouler à l'intérieur dudit conduit (3). Le dispositif conforme à l'invention se présente sous la forme d'un ensemble de mesure proprement dit désigné par la référence générale (5), qui peut être introduit à l'intérieur du conduit vertical (forage) (3), réalisé préalablement dans la zone où doit s'effectuer la mesure, et qui est associé à un système de levage ou câble de manutention (6) actionné directement par un opérateur. L'ensemble de prélèvement conforme à l'invention est constitué essentiellement par une tige rigide (7), dont l'extrémité libre (8) est munie d'un contrepoids (9). L'autre extrémité (10) de la tige est, quant à elle, raccordée à l'extrémité du câble de manutention (6). La tige rigide (7) a une longueur (L) correspondant à la hauteur de la zone dans laquelle on souhaite effectuer le prélèvement, cette longueur pouvant être adaptée en fonction du contrôle à réaliser. Aux extrémités de la tige rigide (7), sont fixés deux éléments (11,12) qui ont une structure telle qu'ils peuvent prendre deux configurations, l'une telle que représentée aux figures I et 2, selon laquelle la surface périphérique desdits éléments (11,12) a des dimensions légèrement inférieures à celles du conduit (3), dans lequel on introduit le dispositif de mesure, et l'autre, telle que lorsque I'on agit sur l'élément de manutention (6), qu'ils soient dilatés, ce qui les amène à plaquer contre la paroi interne du conduit (3) provoquant ainsi l'immobilisation de l'ensemble à une profondeur déterminée, et définissant une zone confinée ayant un volume prédéterminé. Le prélèvement du gaz (ou liquide) contenu à l'intérieur de ce volume confiné (13), est effectué par l'intermédiaire d'une sonde (14) associée à l'élément expansible (11) et qui est reliée par l'intermédiaire d'un flexible à un système de mesure conventionnel situé à l'extérieur. Dans l'exemple de réalisation illustré par les figures 2 et 3, les bagues expansibles (11,12) sont constituées de deux blocs en mousse ou en matériau similaire, maintenus entre deux coupelles (15,16) et (17,18). Les deux coupelles intermédiaires (15-18) sont montées fixes sur le tube (7) alors que les deux coupelles externes (16,17) sont, quant à elles, associées à un câble de manutention (18) pouvant être actionné par l'opérateur, par exemple au moyen d'une poignée (19), ledit câble de manutention coulissant à l'intérieur du câble de traction proprement dit (6). Grâce à un tel ensemble, il est donc possible, après avoir introduit le dispositif de prélèvement à une profondeur déterminée, de provoquer l'expansion des bagues (11,12) en agissant sur le levier de manoeuvre (19) qui permet de déplacer les deux coupelles mobiles (16,17), axialement par rapport à la longueur du conduit (5), de telle sorte qu'elles viennent se bloquer contre les parois internes du tube (5). La mesure de prélèvement est donc effectuée de manière très précise, puisque non seulement on connait la profondeur à laquelle elle est effectuée, mais que, par ailleurs, les gaz prélevés correspondent exactement à la diffusion des gaz à un niveau prédéterminé. Un tel ensemble de conception simple est particulièrement adapté pour réaliser des prélèvements et analyses dans des sols pollués, mais pourrait également couvrir d'autres domaines d'application. Ainsi, il pourrait être utilisé pour réaliser des soudures à l'intérieur de conduites, l'ensemble étant alors utilisé pour injecter un gaz de protection dans la zone où l'on veut effectuer la soudure. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. REVENDICATIONS 1/ Dispositif (1) permettant d'assurer le prélèvement (ou l'injection) d'un gaz à l'intérieur d'une zone délimitée d'un élément tubulaire, par exemple en profondeur dans le sol (2), ce dispositif (1) se présentant sous la forme d'un ensemble de mesure (5) pouvant être introduit à l'intérieur d'un conduit vertical (3) réalisé préalablement dans la zone où doit s'effectuer la mesure et qui est associé au système de levage (6) (câble de manutention) actionné directement par l'opérateur, caractérisé en ce qu'il est constitué essentiellement par une tige rigide (7) dont l'extrémité libre (8) est munie d'un contrepoids (9), et dont l'autre (10) est solidaire du câble de manutention (6), ladite tige ayant une longueur correspondant à la hauteur de la zone dans laquelle on souhaite effectuer le prélèvement et étant associée à ses deux extrémités (8,10), à deux éléments (11,12) qui peuvent prendre deux configurations, l'une selon laquelle la surface périphérique des deux éléments (11,12) a des dimensions légèrement inférieures à celles du conduit (3) à l'intérieur duquel est introduit le dispositif de mesure (5), l'autre, lorsque l'on agit sur l'élément de levage, étant telle que les éléments (11,12) soient dilatés, ce qui les amène à plaquer contre la paroi du conduit (3) à l'intérieur duquel l'ensemble est introduit, provoquant leur immobilisation à une profondeur prédéterminée, le prélèvement étant effectué par l'intermédiaire d'une "sonde" (14) associée à l'élément expansible le plus proche de l'opérateur et raccordée à un ensemble de mesure conventionnel situé à l'extérieur. 2/ Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments expansibles (11,12) sont constituées par des blocs de mousse (ou matériaux similaires), maintenus entre deux coupelles (15,16) et (17,18) aux extrémités de la tige, les deux coupelles intermédiaires (15-18) étant fixes et disposées à une distance égale l'une de l'autre et les deux coupelles extrêmes (16,17) pouvant être déplacées axialement sous l'action d'un système à cable, afin qu'elles se rapprochent l'une de l'autre et compriment ainsi le bloc expansible provoquant sa dilatation, et donc une augmentation de sa surface périphérique provoquant le blocage contre les parois internes de l'élément tubulaire à l'intérieur duquel doit être effectuée la mesure.