Brevet FR2703707A1 — publié le 19941014

i L'invention est relative à un procédé de pose d'un produit de grande longueur dans le sol, tel qu'un câble ou un produit tubulaire, les applications préférées étant en premier lieu l'enfouissement de câbles de télécommunications et en second lieu l'enfouissement de câbles électriques de puissance. Le but de l'invention est de proposer un procédé de pose dudit produit selon lequel on dispose en outre dans le sol un tube de protection destiné à entourer le produit, les problèmes particuliers à résoudre étant d'une part d'effectuer une pose rapide du tube et du produit tout le long du trajet du produit, d'autre part de permettre un franchissement aisé des "points singuliers" que sont par exemple les routes, les canalisations, les rivières, etc A cet effet, le procédé selon l'invention consiste à fragmenter le sol selon un sillon tout en déposant dans ledit sillon, au fur et à mesure de la réalisation de celui- ci, une longueur d'un tube apte à loger ledit produit avec jeu, et, tout en effectuant la pose dudit tube, tirer le produit par une extrémité à l'intérieur de celui-ci au moyen d'un dispositif d'entraînement magnétique comprenant une culasse tubulaire apte à être traversée avec jeu par le tube et un noyau cylindrique apte à être logé avec jeu dans le tube, la culasse et le noyau comportant des moyens magnétiques agencés pour produire un champ magnétique radial entre eux et au travers dudit tube, propre à immobiliser axialement le noyau par rapport à la culasse, ladite extrémité de produit étant fixée audit noyau, la traction sur le produit s'effectuant en déplaçant ladite culasse le long du sillon au fur et à mesure de l'exécution de celui-ci. Le premier problème précité est résolu par le fait que le tube et le produit sont posés simultanément dans la même opération, plutôt qu'au moyen de deux opérations successives selon lesquelles on déposerait d'abord le tube, puis on tirerait le produit dans le tube sur une grande longueur au moyen d'un filin ou "câblette". Le second problème précité est résolu par le fait que, lorsque l'on rencontre un point singulier, il suffit de couper le tube, de faire passer une longueur de tube et de produit sous le point singulier, puis de réunir les deux parties de tube ainsi formées, comme cela sera expliqué en détail par la suite. L'invention concerne aussi un dispositif de pose d'un produit de grande longueur dans le sol, permettant de mettre en oeuvre le procédé précité, ainsi qu'un dispositif d'entraînement magnétique pour tirer un tel produit dans un tube. D'autres détails et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une forme de réalisation préférée mais non limitative, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif de pose d'un câble dans le sol pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif d'entraînement magnétique utilisé en figure 1, selon la ligne II-II de la figure 3; et la figure 3 est une vue en coupe transversale du dispositif d'entraînement magnétique selon la ligne III-III de la figure 2. Sur la figure 1 est représentée une sous-soleuse 1 constituée d'un tracteur monté sur chenilles, à l'arrière duquel est fixé un soc vibrant 2 Le soc vibrant est en forme générale de L comprenant un montant 3 et une base transversale 4, une extrémité de la base voisine du montant portant une pointe formant soc 5 Le montant 3 et la base 4 sont traversés longitudinalement par une cavité cylindrique 6 de section circulaire s'étendant, dans une zone de liaison entre le montant 3 et la base 4, selon un coude 7. L'agencement est tel que la base 4 du soc 2 est disposée sous la surface 10 du sol. La sous-soleuse 1 porte, dans une région avant, un touret de tube 11 supporté à rotation sur deux bras 12 et sur lequel est enroulé un tube 13 Le touret de tube 11 comporte des moyens non représentés pour freiner sa rotation Le tube 13 est en une matière amagnétique semi- rigide présentant une souplesse suffisante pour permettre son enroulement sur le touret de tube 11, par exemple en polyéthylène haute densité Avantageusement, le tube 13 porte intérieurement une couche lubrifiante telle qu'une couche de silicone ou une pellicule d'huile. La sous-soleuse 1 porte encore, dans une région intermédiaire entre le touret de tube 11 et le soc 2, un entraîneur magnétique 14 comprenant un noyau central 15 et une culasse périphérique 16 recevant ce dernier La culasse 16 comprend un cylindre 17 de section circulaire présentant un rebord intérieur 20 à une extrémité et portant un pied 21 sous la forme d'une plaque rectangulaire s'étendant sur une partie de la longueur du cylindre 17 et reliant une surface extérieure de celui-ci à la soussoleuse 1 Le cylindre 17 est fixé de façon à s'étendre parallèlement à la direction de déplacement de la sous-soleuse 1 et à faire face à une portion de tube 13 telle que délivrée par le touret de tube 11. A l'intérieur du cylindre 17, sont logés un certain nombre de pièces polaires 24, 25 magnétisées par des aimants permanents 23 pour constituer une succession de pôles nord 24 et de pôles sud 25 Ces aimants et pôles se présentent sous la forme de couronnes circulaires dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre intérieur du cylindre 17 Les pôles nord 24 et sud 25 sont disposés alternativement le long du cylindre 17 et séparés les uns des autres par les aimants 23 de sorte que chaque aimant 23 soit intercalé entre un pôle nord 24 et un pôle sud 25, chaque pôle étant double en ce sens qu'il constitue une pièce polaire de même signe pour les deux aimants entre lesquels il se trouve Aux deux extrémités du cylindre 17, se trouvent respectivement un pôle nord simple 26 et un pôle sud simple 27 d'épaisseur moitié de celle des pôles doubles 24, 25 A l'extrémité du cylindre 17 éloignée du rebord 20 est vissé un écrou annulaire 30 qui coopère avec la surface intérieure du cylindre de façon à comprimer les uns contre les autres les aimants 23 et les pôles 24 à 27. Le noyau 15 de l'entraîneur magnétique 14 est constitué par un empilement d'aimants 31, de pôles nord 32 et de pôles sud 33 se présentant sous la forme de disques d'épaisseur identique à celle des couronnes équipant la culasse 16, disposés alternativement le long du noyau de la même façon que les couronnes, le nombre de disques étant égal à celui des couronnes Toutefois, l'agencement des disques 31 à 33 est décalé par rapport à celui-des couronnes de façon que, lorsque le noyau 15 et la culasse 16 occupent une même position axiale, leurs aimants respectifs 31, 23 sont disposés en regard tandis que les pôles nord 32 de l'un font face aux pôles sud 25 de l'autre et vice-versa: cette position mutuelle de la culasse 16 et du noyau 15 correspond à une position de l'entraîneur magnétique dans laquelle, il existe un champ magnétique purement radial s'étendant entre les pôles de la culasse 16 et ceux du noyau 15, le noyau n'étant par conséquant soumis à aucune force de traction axiale En revanche, lorsque le noyau est soumis à la plus grande force de traction axiale admissible, il se trouve décalé vers la droite de la figure 2 d'une distance qui est de l'ordre de grandeur de l'épaisseur des aimants 23, 31, le champ magnétique radial étant alors déformé. Les disques 31 à 33 sont traversés centralement par une tige filetée 34 et comprimés les uns contre les autres sur celle-ci au moyen de deux écrous 35 situés de part et d'autre de l'ensemble de disques D'un côté du noyau 15 tourné vers l'arrière de la sous-soleuse 1, la tige filetée 34 se prolonge au-delà de celui-ci sur une certaine longueur et porte, à son extrémité, un anneau 36. Le tube 13 traverse la culasse 16 en entourant le noyau 15 Les diamètres respectifs de ces pièces sont tels qu'il subsiste seulement un léger jeu radial entre le tube 13 et la culasse 16 d'une part, et entre ce tube et le noyau d'autre part, choisi pour autoriser un déplacement relatif de ces pièces les uns par rapport aux autres. Le matériau constituant les aimants et le nombre de ceux-ci sont choisis de façon que le noyau 15 puisse résister à une force de traction axiale de l'ordre de 200 à 300 da N Dans cet exemple, on a utilisé des aimants "NFB" composés principalement de néodyme, de fer et de bore Un nombre de paires de pôles nord-sud égal à une vingtaine, correspondant à une longueur d'entraîneur magnétique de 1 m environ, a permis d'obtenir une résistance de 260 da N Les pôles 24, 25, 32, 33 de la culasse 16 et du noyau 15 sont réalisés en un matériau ferromagnétique doux Quant au cylindre 17 de la culasse 16, il est réalisé en un matériau amagnétique. On va maintenant décrire la pose d'un câble 40 tel qu'un câble de télécommunications ou un câble électrique de puissance, enroulé sur un touret de câble 41 comportant des moyens de support 42 permettant de le poser sur le sol 10. Il s'agit par exemple d'un câble de diamètre 14 mm, auquel est associé un tube de diamètre extérieur 50 mm On creuse tout d'abord une fouille 43 de petites dimensions, à une profondeur correspondant à celle à laquelle le câble 40 doit être enfoui, et dans laquelle on dispose le soc vibrant 2 de la sous-soleuse 1 On fait passer l'extrémité libre du câble dans la cavité 7 du soc vibrant 2, à partir de la base 4 de celui- ci, jusqu'à la faire ressortir à l'extrémité libre du montant 3 et on l'accroche à l'anneau 36 de l'entraîneur magnétique On dispose ensuite l'extrémité libre du tube 13 entre la culasse 16 et le noyau 15 de l'entraîneur magnétique Cette opération pourra être effectuée en pratique de diverses manières Par exemple, des doigts de centrage escamotables pourront être prévus à l'intérieur de la culasse pour maintenir le noyau coaxial à la culasse, avant insertion du tube En variante, la culasse pourra être conçue sous la forme de deux demi-coquilles semi- cylindriques qui seront rapportées autour du tube et assemblées l'une à l'autre, après insertion du noyau dans le tube. L'extrémité libre du tube 13 est ensuite introduite à l'intérieur du soc vibrant 2, à partir de l'extrémité libre du montant 3 de celui-ci, en produisant une courbure 44 du tube entre l'entraîneur magnétique et le soc vibrant Une fois que l'extrémité libre du tube 13 est ressortie quelque peu de la base 4 du soc vibrant 2, l'opération d'enfouissement du câble peut commencer. Alors que la sous-soleuse 1 avance de façon que la pointe 5 du soc vibrant fragmente le sol, et du fait que la partie de tube 13 déjà enterrée se trouve immobilisée dans le sol, il se produit une traction sur le tube 13 qui déplace celui-ci vers l'entraîneur magnétique 14 selon la flèche 45 puis vers le soc vibrant 2 pour reposer finalement horizontalement en sous-sol Dans le même temps, la sous- soleuse 1 effectue dans son mouvement d'avance une traction sur le câble 40 selon la flèche 46, ce qui a pour effet de disposer, pour chaque longueur unitaire de tube 13 enfouie, une longueur correspondante de câble à l'intérieur de celle-ci. Lors du passage d'un point singulier tel qu'une route, une canalisation ou une rivière ne permettant pas à la sous-soleuse 1 de continuer son avance, on stoppe celle- ci et on relève son soc 2 Deux fouilles ayant été préalablement réalisées de part et d'autre du point singulier, on fait avancer la sous- soleuse 1 au-dessus de celui-ci de façon à délivrer une longueur supplémentaire de tube 13 et de câble 40 correspondant à la largeur selon laquelle s'étend ce point singulier On coupe alors le tube 13, par exemple juste en aval de l'entraîneur magnétique 14 et on décroche le câble 40 de l'anneau 36. Une conduite de passage apte à recevoir le tube 13 ayant été par ailleurs préalablement disposée sous le point singulier, on glisse dans celle-ci ladite longueur supplémentaire de tube et de câble On raccroche ensuite le câble à l'anneau 36 de l'entraîneur magnétique 14 et l'on tire sur le tube 13 délivré par le touret de tube 11 pour obtenir une longueur de tube que l'on introduit dans le soc 2 et que l'on raccorde à ladite longueur supplémentaire de tube disposée dans la conduite de passage, au moyen d'un manchon de raccordement approprié: la sous-soleuse 1 est alors prête pour redémarrer. On notera qu'avantageusement l'invention n'exige pas d'avoir à dérouler toute la longueur de tube et de câble disposée sur le touret de tube 11 et le touret de câble 41 respectivement, au passage du point singulier, ce qui procure un gain de temps opératoire important. En variante à l'entraîneur magnétique 14 décrit ci-dessus, chaque couronne 23 à 27 ou disque 31 à 33 pourra être remplacé par un groupe d'éléments discrets, juxtaposés et disposés périphériquement autour de l'axe de l'entraîneur magnétique 14. Selon une autre variante l'entraîneur magnétique pourra être du type électro-magnétique, c'est-à-dire conçu selon le principe d'un électroaimant et comporter des enroulements de fils conducteurs, soit reliés à une source d'énergie électrique s'il s'agit d'enroulements portés par la culasse, soit non reliés à une telle source s'il s'agit d'enroulements portés par le noyau Eventuellement, l'entraîneur magnétique pourra comporter à la fois des enroulements de fils conducteurs alimentés en électricité et des aimants permanents. Naturellement, le tube 13 pourra avoir toute section de forme appropriée, différente de la forme circulaire susmentionnée. Par ailleurs, si dans cet exemple les moyens de guidage du tube 13 dans le sol sont d'une pièce avec les moyens de fragmentation du sol et se présentent sous la forme du soc vibrant évidé 2, ces moyens peuvent être physiquement distincts les uns des autres: ainsi, les moyens de fragmentation du sol pourront consister en une scie à rocher disposée devant les moyens de guidage du tube, ces derniers se présentant sous la même forme générale de L que le soc vibrant 2. REVENDICATIONS 1 Procédé de pose d'un produit de grande longueur dans le sol, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: fragmenter le sol selon un sillon tout en déposant dans ledit sillon, au fur et à mesure de la réalisation de celui-ci, une longueur d'un tube ( 13) apte à loger ledit produit ( 40) avec jeu; et tout en effectuant la pose dudit tube ( 13), tirer le produit par une extrémité à l'intérieur de celui-ci au moyen d'un dispositif d'entraînement magnétique ( 14) comprenant une culasse tubulaire ( 16) apte à être traversée avec jeu par le tube ( 13) et un noyau cylindrique ( 15) apte à être logé avec jeu dans le tube, la culasse et le noyau comportant des moyens magnétiques ( 23 à 27; 31 à 33) agencés pour produire un champ magnétique radial entre eux et au travers dudit tube ( 13), propre à immobiliser axialement le noyau ( 15) par rapport à la culasse ( 16), ladite extrémité de produit étant fixée audit noyau, la traction sur le produit s'effectuant en déplaçant ladite culasse ( 16) le long du sillon au fur et à mesure de l'exécution de celui-ci. 2 Dispositif de pose dans le sol d'un produit de grande longueur ( 40) disposé dans un tube ( 13), caractérisé en ce qu'il comprend un tracteur ( 1) sur lequel sont montés: des moyens de fragmentation ( 5) agencés pour fragmenter le sol selon un sillon à une profondeur correspondant à la profondeur de pose du produit; un touret de tube ( 11) apte à délivrer une longueur de tube égale à celle du produit à poser; un dispositif d'entraînement magnétique pour tirer le produit ( 40) à l'intérieur du tube ( 13), disposé entre le touret de tube ( 11) et les moyens de fragmentation ( 5) et comprenant une culasse tubulaire ( 16) apte à être traversée avec jeu par le tube ( 13) et un noyau cylindrique ( 15) apte à être logé avec jeu dans le tube, la culasse et le noyau comportant des moyens magnétiques ( 23 à 27; 31 à 33) agencés pour produire au champ magnétique radial entre eux et au travers dudit tube, propre à immobiliser axialement le noyau ( 15) par rapport à la culasse ( 16), la culasse étant fixée sur le tracteur et le noyau comprenant des moyens pour permettre la fixation d'une extrémité du produit sur lui; et des moyens de guidage ( 3, 4) disposés à proximité des moyens de fragmentation ( 5) mais en aval de ceux-ci par rapport au sens d'avance du tracteur, agencés pour s'étendre dans le sol jusqu'audit sillon et guider le tube ( 13) dans le sol jusqu'à celui-ci afin de l'y déposer. 3 Dispositif de pose selon la revendication 2, dans lequel le tracteur porte un cylindre ( 3, 4) creux agencé pour être traversé avec jeu par ledit tube ( 13) et constituant lesdits moyens de guidage, ce cylindre portant, sur une surface extérieure, un prolongement formant soc ( 5) et constituant lesdits moyens de fragmentation. 4 Dispositif de pose selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel le produit ( 40) est enroulé sur un touret de produit ( 41) équipé de moyens de support ( 42) par lesquels celui-ci repose sur le sol en amont dudit sillon. Dispositif d'entraînement magnétique pour tirer un produit de grande longueur ( 40) à l'intérieur d'un tube ( 13), caractérisé en ce qu'il comprend une culasse tubulaire ( 16) apte à être traversée avec jeu par le tube ( 13) et un noyau cylindrique ( 15) apte à être logé avec jeu dans le tube, la culasse et le noyau comportant des moyens magnétiques ( 23 à 27; 31 à 33) agencés pour produire un champ magnétique radial entre eux et au travers dudit tube ( 13), propre à immobiliser axialement le noyau ( 15) par rapport à la culasse ( 16), le noyau comprenant des moyens pour permettre la fixation d'une extrémité dudit produit sur lui, la traction sur le produit s'effectuant en déplaçant la culasse par rapport au tube le long de celui-ci. 6 Dispositif selon la revendication 5, dans lequel lesdits moyens magnétiques comprennent, sur la culasse ( 16) et sur le noyau ( 15), une pluralité de pièces polaires ( 24, 25; 32, 33) en un matériau ferromagnétique, juxtaposées le long d'un axe longitudinal de la culasse, chaque pièce polaire étant séparée des pièces polaires adjacentes par un aimant permanent ( 23; 31). 7 Dispositif selon la revendication 6, dans lequel lesdits aimants ( 23) et pièces polaires ( 24, 25) portés par la culasse sont en forme de couronne, tandis que ceux ( 31 à 33) portés par le noyau sont en forme de disque d'épaisseur semblable à celle de ladite couronne, les couronnes et les disques s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal de la culasse.