Brevet FR2702515A1 — publié le 19940916

L'invention concerne un procédé et une I/n=lra=atipn pour réaliser des travaux de terrassements, tels que excavations en milieu encombré sensible Il convient. avant d'aborder les dispositions principales de l'invention de rappeler les difficultés rencontrées à l'occasion de la réalisation de forages ou d'excavations en milieu encombré sensible. I1 existe déà un certain nombre de moyens pour réaliser des ouvertures de tranchées ou trous notamment dans les lieux encombres de réseaux et ouvrages divers tels que conduits gaz, eau, téléphone, cable, racines, fouilles archéologiques. Ces moyens disponibles sont manuels ou mécanisés, mais mettent en oeuvre des outils contondants, que ce soit pelle, pioche, barre à mine, perforateur, benne de pelle mécanique, excavatrice etc... I1 s'ensuit que la réalisation de fouilles dans des zones encombrées d'installations enterrées nécessite de travailler avec beaucoup de prudence, et compte tenu de l'imprécision de localisation des équipements enterrés, il est fréquent que des dommages soient occasionnés à ces derniers (reseaux eau, gaz, électricité, PTT, cable, chauffage etc...) avec toutes les conséquences que celà peut entraîner. La présente invention, a pour but de remédier à ces difficultés par la mise en oeuvre d'un procédé et d'une installation permettant d'effectuer la désagrégation du sol au moyen de fluides et l'enlèvement simultané des déblais pour récupération dans des conteneurs en vu de leur réemploi ou de leur évacuation vers une décharge. L'invention concerne à cet effet un procédé, pour la réalisation de travaux de terrassements tels que torages ou excavations en milieu encombré sensible caractérisé en ce qu'il consiste à désagréger le sol à l'aide d'au moins un fluide sous pression et simultanément à enlever les déblais, de préférence par aspiration, à récupérer ces déblais en vue de leur réemploi ou de leur évacuation vers une décharge ce grace à quoi on supprime les agressions mécaniques sur les différents types d'ouvrages enterrés, tout en assurant la sécurité de l'opérateur. On désagrège le sol par la mise en oeuvre d'un jet d'air ou d'eau sous pression dont on règle la force en fonction de la dureté du sol rencontré et en ce que l'on sélectionne les fluides pour créer un jet de désagrégation constitué d'air comprimé seul ou d'eau seule ou en combinant simultanément les deux sources de fluides afin de réaliser un jet de désagrégation-nettoyage pour la mise à nu des réseaux, équipements ou ouvrages voir racines rencontrés dans le sol. L'invention concerne également une installation mobile pour la mise en oeuvre du procédé de désagrégation des sols et enlèvement simultané de déblais caractérisé en ce qu'elle comprend principalement un générateur d'air comprimé intégrable à l'installation, une cuve à eau mise en pression par le générateur d'air, une cuve de récupération des déblais équipée d'un venturi pour la mettre en dépression, et une lance de désagrégation-aspiration, alimentée en air et en eau sous pression d'une part, d'autre part soumise à dépression par la dite cuve d'aspiration. D'autre caractéristiques et avantages apparaitront encore à la lecture d'un mode d'application du procédé donné ici à titre d'exemple sur les dessins joints dans lesquels: - la figure l est un schéma qui expose 1 e semule du concept du dispositif. - la figure 2 est une vue de principe de la grille d'extrémité de la buse d'aspiration. - la figure 3 est une vue en coupe du principe de jets désagrégateurs concentriques. - la figure 4 est une vue en coupe du principe de jets désagrégateurs superposés. - Suivant l'invention ainsi qu'il est représenté aux dessins annexés, l'installation est constituée tout d'abord et principalement d'un générateur d'air comprimé (5), raccordé par un conduit (39) à une cuve à eau (l), un éjecteur (31) et une lance de désagrégation (2). Le venturi (31) installé sur la cuve de récupération des déblais (28) permet de mettre cette dernière sous vide. Les déblais (30) sont acheminés à la cuve (28) par aspiration depuis la tubulure d'aspiration (15) par l'intermédiaire d'un conduit flexible (19). L'extrémité de la tubulure d'aspiration est équipée d'une grille (17). L'alimentation en air comprimé de l'éjecteur (31) est équipée d'une vanne (37) pilotée à distance par l'opérateur (20) au moyen d'une commande (25) placée sur une poignée de manoeuvre (27) de la lance de désagrégation-aspiration (16). Dans la cuve (28) de récupération des déblais on place avantageusement un sac (29) pour faciliter l'enlèvement des gravois (30). Une potence de manutention (32) permet de soulager par l'intermédiaire du mécanisme (33) le sac (30) ou la cuve (28) pour les dégager sur le coté de l'équipement par l'intermédiaire du système de rotation (34) de la potence. Un capteur (36) autorise la mise en mouvement du système de rotation (34) que si la béquille (35) est en appui correct sur le sol. La lance de désagrégation -aspiration (16) est équipée d'une lance de désagrégation (2) permettant de désagréger le sol (18) au moyen du jet (40) alimenté en eau par le conduit (3) ou en air par le conduit (4) lors de l'action de l'opérateur t20) sur les vannes (12) et (13). Une potence (21) équipée d'un équilibreur de charge (24) permet de supporter la lance de désagrégation -aspiration. La potence (21) comporte un système de réglage de longueur (23) et un mécanisme de rotation (22), qui sont commandés par l'opérateur (20) par la commande (26) placée sur la poignée (27) de la lance (16). Un réservoir (7) relié à la cuve (1) par les tuyauteries (9) et (10) permet d'effectuer l'appoint d'eau de la cuve (1) tout en conservant la pression de service de cette dernière. Un robinet à deux fois deux voies (8) permet de sectionner les deux circuits (9) et (10) pendant l'opération de remplissage du réservoir (7) par l'entonnoir (11 > . Pour l'utilisation de l'équipement dans des sols durs, une pompe (6) permet de produire un jet d'eau (3) plus puissant. En référence aux figures 2 à 4 l'élément de désagrégation est constitué d'une lance (16) polyfonctionnelle qui fonctionne sur le principe suivant: la lance est alimentée en air par le générateur (5) en eau par la cuve (1), l'activation du jet d'eau, jet d'air ou jet air et eau est effectuée manuellement par l'opérateur à partir des commandes (12) et (13) positionnées ergonomiquement pour être manoeuvrable à partir de la poignée (14) de la lance de désagreqation-aspiration (16). Suivant une caractéristique de l'installation, le décolmatage des particules de déblais pouvant adhérer à la paroi intérieure du flexible d'aspiration (19) est obtenu par interruption de la mise sous vide de l'enceinte (28) de récupération des déblais, puis rétablissement rapide du vide. Cette interruption de mise sous vide est réalisée par une vanne (37) actionnée par l'opérateur depuis une commande (25) située sur une poignée (27) de la lance de désagrégation-aspiration (16). Ceci à pour effet sur le conduit flexible (19) de provoquer un changement de dimensionnement de ce dernier tant en longueur qu'en diamètre et engendrer un accoup favorisant le décollement des dépôts. L'outil de désagrégation (16) comprend une buse (2) aménagée de façon à ce que les jets d'air (4) et d'eau (3) soient concentriques et permettent ainsi par le mme orifice de réaliser le jet d'air seul, le jet d'eau seul, ou le jet d'air et eau simultanément. Suivant une autre variante représentée figure 4, l'outil de désagrégation (41) comporte des jets indépendants (41r) (412) (41s) proches les uns des autres, convergents pour avoir un axe de focalisation (V) unique afin de faciliter le travail de l'opérateur. L'extrémité de la buse d'aspiration (15) est équipée d'une grille (17) faisant saillie, ne permettant que le passage d'éléments inférieurs à la section de la tubulure d'aspiration, tout en empochant que les éléments de grosse taille puissent rester plaqués par suscion à l'extrémité de la dite buse d'aspiration. La grille d'extrémité (17) amovible est réalisée en matériaux non contondants et sa mise en place est prévue de façon simple et rapide cette pièce étant considérée comme pièce d'usure pour ne pas endommager les ouvrages existant dans le sol. La mise sous pression du jet d'eau est réalisée par la mise sous pression d'air d'une cuve d'eau (1) de capacité suffisante pour l'autonomie de travail souhaitée. La mise sous pression du jet d'eau (3), à une pression supérieure à celle de fonctionnement d'un compresseur d'air classique, est réalisée au moyen d'une pompe (6). Suivant une caractéristique de l'installation, pour permettre l'appoint en eau de la cuve sous pression (1), alimentant le jet d'eau (3), pendant le fonctionnement de ce dernier, il est prévu à un niveau supérieur de la cuve d'eau (1) un petit réservoir (7) relié à la dite cuve par deux tuyauteries (9) et (10) sur lesquelles est placé un robinet à deux fois deux voies (8) permettant de sectionner les deux liaisons entre cuve et réservoir et donc de pouvoir remplir le réservoir, ce dernier n'étant plus soumis à la pression de la cuve. Lorsque le robinet (8) est ouvert, après avoir fermé l'orifice de remplissage du réservoir (42), les deux tuyauteries (9)et(10) permettent la communication entre la cuve (1) et le réservoir (71. Dans le réservoir (7) l'une des tuyauterie (10) est raccordée en partie supérieure et l'autre tuyauterie (9) est raccordée au niveau de son fond. De cette façon, la mise en communication des deux volumes permet à l'eau du réservoir (7) de couler par gravité par la tuyauterie basse (9) vers la cuve (1) pendant que l'appoint d'air correspondant arrive en partie haute du réservoir (7) par l'autre tuyauterie (10), cette disposition évite que le transvasement de l'eau soit bruyant et perturbé par le déplacement de l'air à contre courant de l'eau. L'enceinte sous vide (28) est conçue de façon à pouvoir recevoir un conteneur souple ou non (29), disposé de façon à pouvoir récupérer directement les déblais (30) depuis l'aspiration. L'enceinte est conçue de façon à permettre l'enlèvement aisé de ce conteneur (29) par une ouverture inférieure, latérale ou supérieure non représentée. La manutention du conteneur à gravois (29) ou de l'enceinte sous vide (28), est effectué à partir d'un bras manipulateur (32) actionné de préférence par verin pneumatique (33). La rotation du bras manipulateur (32) ne peut être effectuée sous charge que lorsque des béquilles anti renversement (35) du dispositif ont été mises en place. Des capteurs (36) sont sollicités lors de l'appuis au sol des béquilles (35) ce qui autorise le fonctionnement de l'organe de rotation (34) de la potence. Suivant une autre caractéristique du dispositif, la tubulure d'aspiration (16) équipée de la buse (2) de jets désagrégateurs ainsi que le flexible d'aspiration (19) reliant la tubulure d'aspiration (15) à l'enceinte sous vide (28), sont supportés par un bras réglable (23) pour permettre un meilleur confort de travail à l'utilisateur. Le bras support (23) comprend un système d'équilibrage de charge (24) en rapport avec le poids de la tubulure d'aspiration et des liaisons flexibles. Un système de commande de rotation (22) et déploiement du bras support (23) est activé par l'opérateur depuis des commandes (26) placées sur l'une des deux poignées (27) de la lance de désagrégation-aspiration (16). L'ensemble des composants de l'installation est placé sur un chassis (38) permettant d'trie posé au sol ou sur un véhicule ou alors sur un chassis routier permettant que soit attelée l'installation à tout véhicule la rendant ainsi plus mobile. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples ci-dessus décrits et représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cella sortir du cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1') Procédé, pour la réalisation de travaux de terrassements tels que forages ou excavations en milieu encombré sensible, caractérisé en ce qu'il consiste à désagréger le sol à l'aide d'au moins un fluide (40) sous pression et simultanément à enlever les déblais (30), de préférence par aspirati-on, à récupérer ces déblais en vue de leur réemploi ou de leur évacuation vers une décharge ce grace à quoi on supprime les agressions mécaniques sur les différents types de réseaux ou ouvrages enterrés. 2') Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que l'on désagrège le sol (18) par la mise en oeuvre d'un jet d'air (4) ou d'eau (3) sous pression dont on règle la force en fonction de la dureté du sol rencontré et en ce que l'on sélectionne les fluides (3)et(4) pour créer un jet de désagrégation (40) constitué d'air comprimé seul ou d'eau seule ou en combinant simultanément les deux sources de fluides afin de réaliser un jet désagrégation-nettoyage pour la mise à nu des réseaux équipements ou ouvrages voir racines rencontrés dans le sol. 3') Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on assure le décolmatage du conduit (19) d'évacuation des déblais en interrompant brusquement l'action de vide dans le dit conduit que l'on fait suivre d'une remise en dépression, de manière à provoquer, notamment dans un conduit flexible (19), une modification brutale de son dimensionnement tant en longueur qu en diamètre. 4') Installation mobile pour la mise en oeuvre du procédé de désagrégation des sols et enlèvement simultané de déblais selon l'une quelconque des revendications l à 3 caractérisé en ce qu'elle comprend principalement un générateur d'air comprimé (5) intégrable à l'installation, une cuve à eau (1) mise en pression par le générateur d'air (5), une cuve de récupération des déblais (28) équipée d'un venturi (31) pour la mettre en dépression, et une lance (16) de désagrégation-aspiration alimentée en air et en eau sous pression d'une part, d'autre part soumise à dépression par la dite cuve d'aspiration. S') Installation mobile selon la revendication 4, caractérisée en ce que la lance de désagrégation -aspiration est équipée d'au moins deux vannes à commande manuelle (12) (13), de préférence du type à poussoir pour selectionner à volonté l'air ou l'eau ou les deux simultanément. 6') Installation selon les revendications 4 et 5 caractérisée en ce que la lance (16) est équipée d'une commande manuelle complémentaire (25) d'interruption de la mise sous vide du conduit d'aspiration (19) pour les opérations de décolmatage. 7') Installation selon l'une quelconque des revendications de 4 à 6 caractérisée en ce que la lance est équipée d'une buse (2) de distribution de fluides comportant en disposition concentrique une arrivée d'eau (3) et une arrivée d'air (4) pour constituer le jet de désagrégation-nettoyage, le conduit d'aspiration (15) étant indépendant des dites arrivées de fluides selon un arrangement autorisant la convergence des jets de désagrégation et d'aspiration. 8') Installation selon l'une quelconque des revendications de 4 à 7 caractérisée en ce que le nez de la lance (16) est constitué d'une buse (41) comprenant trois conduits ( 412) (41x) séparés, convergents, l'un pour l'air, l'autre pour l'eau, le troisième eau-air combinés. 9') Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 caractérisée en ce que l'extrémité du conduit d'aspiration (15) est équipée d'une grille (17) interchangeable, non contondante, faisant saillie à l'extrémité du dit conduit, organisée de manière à ne laisser passer que les éléments (13) de taille inférieure à la section de la tubulure d'aspiration tout en empochant que les éléments de grosse taille ne puissent rester plaqués par suscion à l'extrémité de la buse d'aspiration. 10') Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 9 caractérisée en ce que la cuve à eau sous pression (1) est avantageusement alimentée par une cuve auxiliaire (7), disposée au dessus de la cuve principale (1) pour faire l'appoint en eau de cette dernière sans interrompre le travail de désagrégation. 11') Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 10 caractérisée en ce que la cuve de récupération des gravois est de préférence conçue pour permettre la mise en place et l'enlèvement d'un sac (29) à gravois manipulable par un bras de manutention (32). 12') Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisée en ce qu'elle comporte une potence (21) de manipulation et de sustentation auto réglable pour la lance de désagrégation-aspiration (16) et ses équipements.