Brevet FR2714091A1 — publié le 19950623

"Machine de pose automatique d'une canalisation souterraine, notamment pour câbles électriques" L'invention concerne une machine de pose automatique d'au moins une canalisation souterraine, plus particulièrement une canalisation de câbles électriques de moyenne ou haute tension. L'invention est plus particulièrement destinée à la pose et à l'enfouissage automatique de tels câbles électriques mais elle pourrait aussi s'appliquer à la pose d'une canalisation hydraulique souterraine à conduit souple. On connaît une machine de pose automatique de canalisations souterraines pour le transport de courant électrique sous moyenne ou haute tension, voire très haute tension. Une telle machine comprend une trancheuse permettant d'ouvrir une tranchée dans le sol d'environ 1,30 mètre de profondeur, suivie par un caisson de pose dans lequel s'engage la ou les canalisations de câbles électriques. De telles canalisations sont déroulées à partir d'un porte-tourets progressant en même temps que la trancheuse, à l'avant de celle-ci. Le caisson de pose comporte une trémie avant agencée pour déposer un radier au fond de la tranchée, typiquement un radier de béton et une trémie arrière agencée pour déposer une couche d'enrobage de béton sur ledit radier. Les canalisations sont déposées sur le radier entre les deux trémies. En conséquence, elles sont automatiquement enrobées dans le béton au fur et à mesure de la progression de la machine. L'invention concerne une telle machine de pose automatique de canalisation souterraine perfectionnée, susceptible notamment de fonctionner le long de trajets complexes comportant des courbes. Plus précisément, l'invention concerne donc une machine de pose automatique d'au moins une canalisation souterraine, notamment pour câbles électriques, du type comprenant une trancheuse pour ouvrir une tranchée dans le sol et un caisson de pose disposé à l'arrière de ladite trancheuse pour recevoir au moins une telle canalisation, ledit caisson de pose comportant une trémie avant agencée pour déposer un radier au fond de ladite tranchée, des moyens pour déposer ladite canalisation sur ledit radier et une trémie arrière agencée pour déposer une couche d'enrobage de béton sur ledit radier, enrobant ladite canalisation, caractérisée en ce que ledit caisson de pose comporte plusieurs tronçons successifs articulés les uns aux autres. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le caisson de pose défini ci-dessus est surmonté d'un réservoir de béton, de préférence en forme d'auge et ce réservoir est muni de deux sorties d'évacuation espacées longitudinalement, à l'avant et à l'arrière, respectivement disposées au-dessus de la trémie avant et au-dessus de la trémie arrière. Une vis d'Archimède est installée longitudinalement au fond de ce réservoir en forme d'auge entre les deux sorties d'évacuation. Elle est entraînée en rotation par un moteur susceptible d'être entraîné dans un sens ou dans l'autre, selon la commande voulue par l'opérateur pour faire tourner la vis d'Archimède dans un sens choisi de façon à entraîner le béton vers l'une ou l'autre des sorties d'évacuation précitées, respectivement. On peut ainsi alimenter alternativement la trémie avant où est déversé le béton destiné à former le radier et la trémie arrière où est déversé le béton destiné à former la couche d'enrobage précitée. L'opérateur, en surveillant le niveau de béton dans les deux trémies, commande la rotation de la vis d'Archimède dans un sens ou dans l'autre pour remplir alternativement et successivement les deux trémies en fonction des besoins en béton. Selon un mode de réalisation préféré, le caisson de pose comporte trois tronçons articulés les uns aux autres par des moyens d'articulation, d'axe vertical. On distingue un tronçon avant comportant ladite trémie avant, un tronçon arrière comportant ladite trémie arrière et un tronçon médian sur lequel est fixé le réservoir de béton. Ce dernier n'est fixé qu'à un seul tronçon, en l'occurrence ici le tronçon médian, au moins pendant une phase de fonctionnement, mais les deux sorties d'évacuation du réservoir restent néanmoins au-dessus des trémies avant et arrière correspondantes même si les tronçons ne sont pas alignés lorsque la machine progresse le long d'une courbe. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, d'une machine de pose automatique de canalisation souterraine conforme à son principe donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspective de la machine conforme à l'invention, représentée dans une tranchée au cours de la pose et de l'enfouissage des canalisations, la trancheuse n'étant pas représentée; - la figure 2 est une vue schématique en élévation de la même partie de la machine; et - la figure 3 est une vue schématique en élévation de la trancheuse attelée à l'avant du caisson de pose. La machine de pose automatique de canalisation 11, telle que représentée est destinée, dans l'exemple, à poser et enfouir dans du béton, au fond d'une tranchée 12, plusieurs canalisations souterraines 13 de câbles électriques haute tension. La machine comprend principalement une trancheuse 15 pour ouvrir la tranchée 12 dans le sol et un caisson de pose 17 attelé à l'arrière de la trancheuse pour recevoir les canalisations 13 et le béton 18 qui doit les enrober au fond de la tranchée. Les canalisations 13 sont déroulées d'un porte-tourets, non représenté, situé à l'avant de la trancheuse et progressant en même temps que celle-ci. Le caisson de pose 17 comporte une trémie avant 19 pour déposer un radier de béton 21 au fond de la tranchée, des moyens pour déposer la canalisation sur ce radier et une trémie arrière 20 pour déposer une couche d'enrobage 24 en béton sur le radier, destinée à enrober les canalisations 13. Les moyens pour déposer les canalisations sur le radier 21 comportent des galets de guidage 22 s'étendant transversalement dans le caisson de pose à des emplacements choisis pour supporter les canalisations le long d'un trajet courbe descendant, en sorte que les câbles soient déposés sans contrainte sur le radier fraîchement coulé au fond de la tranchée. Selon une caractéristique importante de l'invention, le caisson de pose comporte plusieurs tronçons successifs articulés les uns aux autres. Dans l'exemple, on distingue trois tronçons articulés les uns aux autres: un tronçon avant 26 comportant la trémie avant 19, un tronçon arrière 27 comportant la trémie arrière et un tronçon médian 28. Chaque tronçon comporte deux parois 30 s'étendant parallèlement et le long des parois verticales de la tranchée. Les galets de guidage sont répartis entre les parois parallèles de ces trois tronçons, comme représenté. Ils sont avantageusement à positionnement réglable entre les parois parallèles des tronçons qui les contiennent. Les moyens de positionnement ne sont pas représentés pour ne pas surcharger les dessins; leur conception est à la portée de l'homme du métier. Pour chaque tronçon, les parois parallèles sont assemblées par des entretoises mais leurs autres faces à l'avant et à l'arrière, en haut et en bas, sont ouvertes, pour ne pas entraver la descente des canalisations 13 et le coulage du béton 18. Comme on le voit notamment sur les figures 1 et 2, les tronçons 26, 27, 28 constituant le caisson de pose 17 sont articulés entre eux par des chapes horizontales 32, supérieures et inférieures, reliées entre elles par des tourillons 34 d'axe vertical. Les chapes sont constituées de pièces métalliques plates soudées transversalement entre les parois latérales verticales 30 des tronçons correspondants. En outre, le caisson de pose ainsi structuré en tronçons articulés, est surmonté d'un réservoir de béton 40 ayant ici la forme d'une auge. Du béton est déversé dans ce réservoir au fur et à mesure des besoins. Le réservoir est muni de deux sorties d'évacuation 41, 42 espacées longitudinalement et disposées respectivement au-dessus de la trémie avant 19 et au-dessus de la trémie arrière 20. En outre, une vis d'Archimède 44 est installée longitudinalement au fond de ce réservoir, entre les deux sorties d'évacuation 41, 42. La vis d'Archimède est entraînée par un moteur 46. Celui-ci est susceptible d'être commandé dans un sens ou dans l'autre pour faire tourner la vis d'Archimède dans un sens choisi de façon à entraîner le béton vers l'une ou l'autre des sorties d'évacuation 41, 42, suivant le sens de rotation sélectionné, c'est-à-dire vers la trémie avant 19 pour fournir du béton servant à constituer le radier 21 ou vers la trémie arrière 20 pour fournir du béton servant à constituer la couche d'enrobage 24. Le réservoir de béton est fixé à un seul des tronçons du caisson de pose 17, au moins pendant une phase de fonctionnement. Ainsi, dans l'exemple décrit, l'ensemble constitué par le réservoir 40, la vis d'Archimède 44 et son moteur d'entraînement 46 ainsi que les deux sorties d'évacuation 41, 42, est porté par deux poutres transversales 49,50 fixées à la partie supérieure du tronçon médian 28. Une troisième poutre 51 est susceptible d'être fixée pour immobiliser le réservoir par rapport au tronçon avant en bloquant l'articulation entre le tronçon avant et le tronçon médian. Dans la pratique, cette solidarisation est effective pendant le transport de la machine. Pendant une phase de fonctionnement, au contraire, la poutre 51 est désolidarisée du tronçon avant pour libérer l'articulation. Chaque trémie comporte un vibreur 55, installé à la partie inférieure de celle-ci, c'est-àdire à l'emplacement même où le béton nécessite d'être mis en vibration au moment de la formation du radier et de la couche d'enrobage, respectivement. Un patin finisseur 58, destiné à lisser la face supérieure de la couche d'enrobage 24 dans la tranchée, est attelé par une articulation 59 d'arbre horizontal à l'arrière du caisson de pose, c'est-à-dire plus particulièrement dans le prolongement du tronçon arrière 27. La largeur de ce patin correspond sensiblement à la largeur de la tranchée et son inclinaison est ajustable au moyen d'un vérin à vis 60 ou analogue, lui-même articulé entre un support solidaire du tronçon arrière et un axe transversal du patin finisseur. En outre, le caisson de pose, et plus particulièrement le tronçon arrière 27 est muni de deux patins latéraux arrière 64 susceptibles de prendre appui sur le sol de part et d'autre de la tranchée. Chaque patin latéral a une base arrondie et il est attelé par une articulation 65 à l'arrière dudit tronçon arrière et son inclinaison est rendue ajustable au moyen d'un vérin à vis 68 ou analogue, lui-même articulé entre ledit patin latéral et le support solidaire du tronçon arrière. La présence de tels patins est surtout utile au début de la formation du radier. I1 est à noter que le réservoir de béton 40 est déporté latéralement par rapport au plan vertical médian du tronçon médian 28 qui le porte et ses moyens de fixation comprenant notamment les deux poutres transversales 49, 50 (ou 49, 51 suivant la position de montage) permettent de le monter en déport latéral d'un côté ou de l'autre du caisson. Autrement dit, on peut monter le réservoir de béton de deux façons différentes, de façon que la partie en forme d'auge soit déportée à gauche ou à droite par rapport au sens de progression. Cette caractéristique est avantageuse dans le cas où la tranchée longe une route, à gauche ou à droite. Dans ce cas, le porte-tourets, le tracteur de la trancheuse et les moyens d'approvisionnement en béton peuvent se déplacer sur la route, que la tranchée 12 soit pratiquée à gauche ou à droite de celle-ci. En considérant plus particulièrement la figure 3, on voit que l'ensemble du caisson de pose et notamment le tronçon avant 26 est attelé au tracteur de la trancheuse par un système de leviers pivotants 70 formant palonnier. Plus précisément, un coulisseau 71 est solidaire de la partie supérieure de la trancheuse, cette dernière pivotant autour d'un axe 72. Un bras 74 actionné par un vérin 76 se déplace dans le coulisseau. Un levier de jonction 78 à profil approximativement triangulaire est articulé en un point 79 à l'extrémité du bras. Un autre vérin 80 est monté articulé entre une chape située à l'extrémité du vérin 76 et un autre point d'articulation 81 du levier 78 distant du point d'articulation 79. Le levier 78 est attelé à l'avant du tronçon avant 26 par une articulation 85 d'axe vertical. Les articulations 79 et 81 sont d'axe horizontal. Les articulations 79, 81 et 85 sont agencées respectivement aux angles du levier de jonction 78 à profil approximativement triangulaire. Le système qui vient d'être décrit constituant une sorte de palonnier est cinématiquement agencé et les vérins 71, 80 sont commandés pour maintenir le caisson de pose 17 sensiblement horizontal. Ainsi, à vide, le caisson de pose peut être maintenu en porte-àfaux, en position horizontale, au-dessus de la tranchée. C'est la situation illustrée en trait interrompu sur la figure 3. Pendant la progression de la trancheuse, les vérins 76, 80 sont commandés (principalement le vérin 80) pour maintenir l'ensemble du caisson de pose 17 en position horizontale, de façon à pouvoir convenablement maîtriser la formation du radier. La mise en oeuvre de la machine de pose automatique de canalisations souterraines découle avec évidence de la description qui précède. La trancheuse 15 est tirée par son propre tracteur qui entraine également l'ensemble du caisson de pose 17. Ce dernier progresse au fond de la tranchée 12 au fur et à mesure que celle-ci est creusée par ladite trancheuse. En même temps, du béton s'écoulant par ladite trémie avant 19 se dépose au fond de la tranchée et forme le radier 21. Au fur et à mesure de la formation en continu du radier, les canalisations 13 renfermant les câbles électriques et qui pénètrent dans le caisson à la partie supérieure de celui-ci sont déposées sur le radier. Puis, du béton s'écoulant par la trémie arrière 27 vient enrober et recouvrir les canalisations sur le radier. Le patin finisseur 58 achève de lisser la partie supérieure de l'enrobage au fond de la tranchée. La terre est ensuite remise en place pour reboucher la tranchée. Comme indiqué précédemment, le partage du caisson de pose en plusieurs tronçons de faible longueur permet de progresser plus facilement le long de parcours courbes. Le béton est déversé au fur et à mesure des besoins dans le réservoir en forme d'auge 40 et dirigé, comme indiqué ci-dessus, par la vis d'Archimède 44, vers la trémie avant 19 pour la formation du radier ou vers la trémie arrière 20 pour la formation de la couche d'enrobage. Pendant la progression de la machine, il suffit de veiller à ce que le niveau de béton dans chaque trémie soit toujours suffisant et de commander la vis d'Archimède, dans un sens ou dans l'autre pour déverser du béton dans l'une ou l'autre des trémies, selon les besoins. REVENDICATIONS 1- Machine de pose automatique d'au moins une canalisation souterraine, notamment pour câbles électriques, du type comprenant une trancheuse (15) pour ouvrir une tranchée dans le sol et un caisson de pose (17) disposé à l'arrière de ladite trancheuse pour recevoir au moins une telle canalisation, ledit caisson de pose comportant une trémie avant (19) agencée pour déposer un radier au fond de ladite tranchée, des moyens (22) pour déposer ladite canalisation sur ledit radier et une trémie arrière (20) agencée pour déposer une couche d'enrobage de béton sur ledit radier, enrobant ladite canalisation, caractérisée en ce que ledit caisson de pose comporte plusieurs tronçons (26, 27, 28) successifs articulés les uns aux autres. 2- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit caisson de pose est surmonté d'un réservoir de béton (40), par exemple en forme d'auge, en ce que ce réservoir est muni de deux sorties d'évacuation (41, 42) espacées longitudinalement et disposées respectivement audessus de la trémie avant (19) et au-dessus de la trémie arrière (20), en ce qu'une vis d'Archimède (44) est installée longitudinalement au fond dudit réservoir entre les deux sorties d'évacuation et en ce que des moyens d'entraînement (46) de ladite vis d'Archimède sont commandés pour la faire tourner dans un sens choisi de façon à entraîner le béton vers l'une ou l'autre des sorties d'évacuation suivant le sens de rotation sélectionné. 3- Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit réservoir de béton (40) est fixé à un seul (28) des tronçons dudit caisson de pose, au moins pendant une phase de fonctionnement. 4- Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit caisson de pose comporte trois tronçons. (26, 27, 28) articulés les uns aux autres: un tronçon avant (26) comportant ladite trémie avant, un tronçon arrière (27) comportant ladite trémie arrière et un tronçon médian (28) sur lequel est fixé ledit réservoir de béton (40). 5- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits tronçons comportent chacun deux parois (30) s'étendant parallèlement et le long des parois verticales de la tranchée et en ce que des galets de guidage (22) sont montés entre ces parois, à des emplacements choisis pour supporter ladite canalisation. 6- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits galets (22) sont à positionnement réglable entre lesdites parois (30) parallèles des tronçons qui les contiennent. 7- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un patin finisseur (58) est attelé par une articulation d'arbre horizontal à l'arrière dudit caisson de pose, la largeur de ce patin correspondant à la largeur de ladite tranchée et l'inclinaison dudit patin étant ajustable au moyen d'un vérin à vis (60) ou analogue lui-même articulé entre ledit patin finisseur et un support dudit caisson de pose. 8- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit caisson de pose est muni de deux patins latéraux arrière (64) susceptibles de prendre appui sur le sol de part et d'autre de ladite tranchée. 9- Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que chaque patin latéral (64) a une base arrondie, en ce qu'il est attelé par une articulation à l'arrière dudit caisson de pose et en ce que son inclinaison est rendue ajustable au moyen d'un vérin à vis (68) ou analogue luimême articulé entre ledit patin latéral et un support dudit caisson de pose. 10- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble dudit caisson de pose est attelé à un tracteur par un système de leviers pivotants formant palonnier (70), ces leviers étant articulés entre eux par des vérins (76, 80) et en ce que ledit système de levier est cinématiquement agencé pour maintenir ledit caisson de pose sensiblement horizontal. 11- Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que ledit système de levier formant palonnier est attelé audit caisson de pose par une articulation d'axe vertical (85). 12- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un vibreur (55) est installé à la partie inférieure de chaque trémie. 13- Machine selon l'une des revendications 3 à 12, caractérisée en ce que ledit réservoir de béton (40) est déporté latéralement par rapport au plan vertical médian du tronçon qui le porte et en ce que ses moyens de fixation permettent de le monter en déport latéral d'un côté ou de l'autre dudit caisson. 14- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits tronçons du caisson de pose sont articulés entre eux par des chapes horizontales (32), supérieures et inférieures, reliées entre elles par des tourillons (34) d'axe vertical.