Brevet FR2721047A1 — publié le 19951215

La présente invention concerne un dispositif pour l'enfoncement de pieux dans le sol, plus généralement appelé enfonce-pieux, permettant de faire des avant-trous pour la plantation de pieux notamment dans des sols de nature difficile. On utilise habituellement un enfonce-pieux pour des travaux effectués dans le but par exemple d'édifier une clôture ou bien encore d'organiser une plantation en lignes de pieux, dans des domaines variés, notamment l'agriculture, l'arboriculture, et plus spécifiquement la culture de la vigne. Il existe des dispositifs permettant de réaliser de façon mécanique l'enfoncement des pieux. Ces dispositifs sont en général prévus pour être montés sur un véhicule porteur, par exemple un tracteur agricole, et mettent en oeuvre une masse d'un poids suffisant actionnée par un mécanisme à bras articulé mis en mouvement à partir du circuit hydraulique du tracteur. Cette masse frappe verticalement l'extrémité supérieure du pieu afin de l'enfoncer dans le sol. Alternativement, d'autres dispositifs privilégient un martèlement à fréquence relativement élevée de faible amplitude, selon un système dit à vibreur. Ces dispositifs nécessitent de nombreuses précautions d'emploi en ce qui concerne notamment le bon positionnement du pieu tout au long de l'enfoncement. Les risques d'éclatement partiel ou total du pieu sont importants, notamment dans des terrains particulièrement difficiles, par exemple à forte teneur en pierres et cailloux. Ainsi, il est intéressant, lorsque l'on désire enfoncer un pieu dans le sol, de pratiquer un avant-trou, de manière à faciliter l'enfoncement du pieu et à permettre la mise en oeuvre d'une force d'enfoncement moins élevée. Afin de rendre cette opération plus aisée, on a proposé des dispositifs permettant de réaliser un avant-trou, qui sont montés en tandem avec le dispositif d'enfoncement de pieu sur deux tracteurs successifs, ou montés l'un derrière l'autre sur le même tracteur. Ces dispositifs facilitent effectivement dans une certaine mesure la tâche d'enfoncement du pieu. Après réalisation de l'avant-trou, le conducteur déplace le tracteur de façon à amener le dispositif d'enfoncement de pieu au-dessus de l'avant-trou. Un deuxième opérateur présente le pieu sous la masse d'enfoncement. Le pieu peut être maintenu au cours de l'enfoncement par un dispositif de guidage par exemple à rouleaux. Cependant, ces dispositifs associés présentent encore de nombreux inconvénients. En effet, ils nécessitent une première manoeuvre délicate pour positionner le tracteur de façon à réaliser l'avant trou à l'emplacement et suivant l'orientation angulaire voulus. Une seconde manoeuvre est ensuite nécessaire après la formation de l'avant-trou, afin de déplacer le tracteur jusqu'a positionner le dispositif d'enfoncement du pieu au-dessus de 1' avant-trou. D'autre part, une surveillance permanente reste indispensable tout au long de l'opération. En effet, en raison notamment du changement de position du tracteur, et des modifications possibles de l'angle de frappe par rapport à l'avant-trou, le pieu risque d'être soumis au cours de l'enfoncement à des phénomènes de torsion et de cisaillement qui peuvent entrainer son éclatement partiel ou total. En outre, les dispositifs de maintien ou guidage du pieu par rouleaux sont particulièrement sensibles à la présence d'irrégularités ou de noeuds sur les pieux, par exemple lorsque ceux-ci sont en bois. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en fournissant un dispositif permettant de réaliser un avant-trou puis d'enfoncer un pieu dans cet avanttrou sans déplacer le véhicule porteur. A cet effet, l'invention consiste en un dispositif pour l'enfoncement de pieux dans le sol ou enfonce-pieux permettant de faire des avant-trous pour la plantation de pieux, comprenant un cadre porteur réglable en déport latéral et en inclinaison en vue d'un positionnement angulaire et transversal, un bras de support pour une barre d'enfoncement qui est monté sur le cadre porteur en vue de la réalisation d'un avant-trou, ce bras étant mobile entre une position présentant la barre sous le marteau de frappe dans l'axe de celui-ci et une position écartée, le marteau étant muni d'un outil de frappe en forme de cloche. Par exemple, le cadre porteur peut etre monté sur un bras de déport latéral coulissant transversalement sur un chariot lui-meme mobile le long d'une colonne articulée sur un élément de bâti fixe du tracteur. Le bras de support peut être monté sur le cadre porteur à coulissement, ou en variante, à pivotement. Le dispositif intégré est destiné à être monté sur un véhicule porteur de type tracteur agricole. Il permet un positionnement angulaire et en déport latéral précis de l'ensemble de frappe à partir du tracteur. Il ne nécessite aucune manoeuvre de déplacement du traceur entre le creusement de l'avant-trou et l'enfoncement du pieu. L'enfoncement de la barre puis du pieu sont réalisés par le meme outil. Ainsi, il procure un gain de temps appréciable pour la plantation de pieux, avec l'amélioration corrélative de productivité. De plus, l'outil en forme de cloche permet un rattrapage et un maintien du pieu quel que soit l'angle d'enfoncement, y compris pour des angles importants comme par exemple pour les piquets de fin de rang dans le domaine de la viticulture. Une variante de réalisation associe deux dispositifs selon l'invention montés symétriquement des deux côtés du véhicule porteur. Cet ensemble permet de rendre le tracteur encore plus polyvalent en permettant la réalisation simultanée de deux rangs de pieux. Ainsi, on évite de revenir en sens opposé pour l'enfoncement d'un petit nombre de pieux. On comprendra mieux l'invention à travers la description détaillée d'un exemple particulier de réalisation effectuée en référence aux dessins accompagnants qui représentent : la figure l : une vue frontale générale en perspective d'un dispositif selon l'invention monté sur un véhicule porteur de type tracteur agricole la figure 2 : une vue frontale du dispositif monté sur un tracteur, en position initiale ou de repos la figure 3 : une vue frontale du dispositif, analogue à la figure 2, après la levée d'un chariot de positionnement ; la figure 4 : une vue frontale du dispositif, analogue à la figure 2, après la descente d'une barre d'enfoncement par déploiement d'un guide la figure 5 : une vue frontale du dispositif, analogue à la figure 2, après déport de la barre sous un outil de frappe la figure 6 : une vue frontale du dispositif, analogue à la figure 2, après rappel du guide de la barre d'enfoncement la figure 7 : une vue frontale du dispositif, analogue à la figure 2, au cours de la descente et la frappe de la barre la figure 8 : une vue frontale du dispositif, analogue à la figure 2, pendant l'extraction de la barre la figure 9 : une vue frontale du dispositif, analogue à la figure 2, après la levée du chariot la figure 10 : une vue frontale du dispositif, analogue à la figure 2, après déport en retour de la barre la figure 11 : une vue frontale du dispositif, analogue à la figure 2, après rappel du guide et remontée la barre, avec présentation d'un pieu sous l'outil de frappe les figure 12 et 13 : des vues de détail en coupe montrant la forme en cloche de l'outil de frappe, contenant respectivement la tête de la barre et du pieu la figure 14 : une vue frontale schématique d'un ensemble formé de deux dispositifs selon l'invention, montés de chaque côté d'un tracteur. La figure 1 représente un véhicule 1 de type tracteur agricole, équipé d'un dispositif pour l'enfoncement de pieux permettant de faire des avant-trous selon l'invention, qui est désigné dans son ensemble par la référence 2. Le véhicule 1 est avantageusement un tracteur agricole usuel. Dans l'ensemble des figures, le véhicule porteur ne sera représenté que schématiquement et partiellement. Le dispositif selon l'invention 2 est constitué par un bâti inclinable 3, qui est destiné à être monté sur le véhicule porteur 1. A cet effet, il comporte une base 4, solidaire du châssis 5 du véhicule, sur laquelle est articulé un ensemble de positionnement 6 inclinable latéralement autour d'un axe de basculement 7 orienté dans la direction d'avance du tracteur. Le bâti inclinable 3 porte un ensemble de frappe 8 pour la réalisation des avant-trous et l'enfoncement des pieux. L'inclinaison du bâti est commandée par un premier vérin de positionnement angulaire 9 monté par une extrémité sur la base 4 solidaire du châssis 5, et par l'autre extrémité sur une plaque de montage 10 solidaire de l'ensemble de positionnement 6. L'ensemble de positionnement 6 comprend une colonne 11 qui est donc inclinable entre une position verticale et une position d'inclinaison angulaire maximale. Le long de cette colonne 11 coulisse un chariot 12, qui présente un bras de déport latéral 13 coulissant transversalement sur des éléments de glissière 14 en vue d'un positionnement latéral du dispositif. Un vérin de soulèvement/abaissement 15 commande le déplacement du chariot 12 le long de la colonne 11, et un vérin de positionnement latéral 16 commande le coulissement du bras de déport latéral 13. Le chariot 12 coulisse le long de la colonne 11 par l'intermédiaire de roulements (non représentés). Un cadre porteur 17 pour l'ensemble de frappe 8 est monté à l'extrémité extérieure du bras de déport latéral 13. Ce cadre porteur 17 présente d'une part un marteau de frappe 18, qui est monté de manière fixe et solidaire sur ce cadre 17, et d'autre part un bras de support 19 mobile pour une barre d'enfoncement 20 destinée à réaliser l'avant-trou. L'axe principal 21 du marteau 19 est généralement parallèle à celui 22 de la colonne de positionnement 11. Cet axe est donc vertical en position non inclinée du dispositif, et peut être réglé entre la position verticale représentée sur l'ensemble des figures et une position d'inclinaison maximale correspondant à la position d'inclinaison maximale de la colonne de positionnement 11. Le bras de support 19 est mobile par rapport au cadre porteur 17 de façon à pouvoir être étendu ou rétracté en vue d'amener la barre 20 sous le marteau 18 pour l'enfoncement ou de la ramener en une position écartée de repos. Par exemple, comme représenté sur l'ensemble des figures, le bras de support 19 peut être monté à coulissement sur le cadre porteur 17. Il coulisse dans une glissière 23 généralement horizontale, et est actionné par un vérin double effet 24. En variante, le bras de support 19 pourrait être monté à pivotement sur le cadre porteur 17, ou par tout autre moyen permettant le mouvement entre une position présentant la barre d'enfoncement 20 sous le marteau 18 et une position écartée. Selon une autre variante, le bras de support pourrait etre monté sur le chariot de positionnement 12. Le bras de support 19 présente un coude 25 qui facilite l'effacement de la barre 20 en position rétractée, et il porte la barre d'enfoncement 20 par l'intermédiaire d'un guide de maintien 26 déployable. Ce guide 26 est formé d'un élément supérieur de maintien 27 de la barre et d'un élément inferieur de guidage 28 et d'appui au sol, ces deux éléments étant coulissants l'un par rapport à l'autre. L'élément supérieur de maintien 27 comprend une bague de support 29 formant une ouverture 30 de passage dont la section est légèrement supérieure à celle du corps de la barre 20. De manière correspondante, l'extrémité supérieure de la barre 20 présente un épaulement en saillie définissant une tete 31 à section de dimensions supérieures à celles de l'ouverture. L'élément de guidage 28 est formé par un frein périphérique 32 réglable permettant un coulissement contrôlé de la barre 20 à travers ce frein. D'autre part, il comprend un sabot ou dame 33 permettant l'appui au sol et le tassage de la terre autour du point d'enfoncement. Ce sabot 33 peut être constitué par une plaque rectangulaire 34 percée d'une ouverture 35 de passage de la barre 20 comme représenté. Ainsi, la barre d'enfoncement 20 peut être facilement introduite dans le guide de maintien 26 par le dessus, jusqu'à venir en prise soit dans le frein 32 de l'élément inférieur 28, soit en appui par sa tête 31 sur la bague de support supérieure 29. Un remplacement ou un échange de la barre 20 s'effectue donc très rapidement, et sans aucune difficulté. L'ouverture 30 de l'élément de maintien et le frein périphérique 32 sont coaxiaux, et leur axe commun 36 est confondu avec celui 21 du marteau dans la position étendue du bras de support 19 présentant la barre 20 sous le marteau 18 en vue de l'enfoncement. Les deux éléments 27 et 28 du guide de maintien 26 sont commandés en coulissement de déploiement ou de rappel l'un par rapport à l'autre au moyen d'un vérin de déploiement 37. On précise que la barre peut être de section transversale ronde ou polygonale, par exemple carrée. En variante, la tête 31 de la barre peut être remplacée par une saillie annulaire au niveau de l'extrémité supérieure de la barre. Le marteau 18 est avantageusement un marteau pneumatique de type usuel connu. Cependant, il comporte de manière spécifique un outil de frappe 38 à tête en forme de cloche 39, c'est-à-dire présentant une surface de frappe centrale 40 et un rebord périphérique de maintien 41 en saillie. Pour observer la conformation de l'outil de frappe du marteau, on se rapportera aux figures 12 et 13. Ainsi, la barre 20 d'une part lors de son enfoncement pour la réalisation de l'avant-trou, un pieu 42 ensuite d'autre part tout au long de l'enfoncement dans un avant-trou 43 creusé par la barre 20, sont parfaitement maintenus en place quelle que soit l'orientation de l'enfoncement, du fait que leur extrémité supérieure est contenue dans l'espace intérieur défini par la cloche 39 et limité par le rebord périphérique 41. Les risques d'écart brusque de la barre par rapport à l'axe d'enfoncement, ou d'éclatement des pieux, sont ainsi supprimés. L'ensemble des vérins est alimenté à partir du circuit hydraulique du véhicule porteur, et le marteau peut être un marteau pneumatique alimenté par l'intermédiaire d'un compresseur (non représenté). Le fonctionnement du dispositif est commandé depuis le poste de conduite de l'engin porteur par le conducteur au moyen d'un pupitre de commande 44 (figure 1) comportant un nombre adéquat de boutons de commande et manettes de réglage. Le fonctionnement séquentiel du dispositif 2 selon l'invention sera maintenant décrit en référence aux figures 2 à 11. L'opérateur principal sera le conducteur du tracteur. Tout d'abord, le conducteur amène le tracteur 1 à proximité du point d'enfoncement voulu. La manoeuvre d'approche ne requiert pas une précision particulière, mis à part le positionnement longitudinal. Il commande les vérins de positionnement angulaire d'une part, latéral d'autre part, de façon à amener l'ensemble de frappe à la position et selon l'orientation exactes voulues (correspondant à la position de la figure 2) au-dessus de l'emplacement où doit être planté le pieu. Le bras de support 19 se trouve alors en position écartée, et le guide 26 est rétracté. La barre 20 se trouve ainsi en position de repos, en étant retenue par la bague-frein 32 inférieure du guide. Pour la mise en place de la barre 20 sous le marteau 18 en vue de la réalisation de l'avant-trou, le conducteur commande l'élévation du chariot 12 par déploiement du vérin de soulèvement 15, et procède au déploiement du guide 26 (vers le bas), de façon à amener la tête 31 de la barre d'enfoncement 20 à un niveau inférieur à la cloche 39 du marteau d'enfoncement 18. Il peut alors décaler le bras de support 19 en actionnant en déploiement son vérin associé 24. la tête 31 de la barre 20 est amenée sous la cloche de frappe 39. Le vérin 37 du guide 26 est commandé en rappel, de façon que dans un premier temps, la tête 31 de la barre 20 vienne se positionner à l'intérieur de la cloche de frappe 39 en contact avec la surface de frappe 40, et dans un deuxième temps, la bague-frein 32 coulisse le long de la partie inférieure de la barre 20, jusqu'à rétracter le guide 26 de la hauteur d'enfoncement voulue audessus de la pointe de la barre d'enfoncement 20. Le conducteur procède ensuite à la réalisation proprement dite de l'avant-trou en déclenchant l'action de frappe du marteau 18 accompagnée de la rétractation progressive du vérin de soulèvement 15 de manière à ramener le chariot 12 et l'ensemble mobile de frappe 8 vers le bas, au fur et à mesure de l'enfoncement de la barre 20 dans le sol sous l'effet de la frappe du marteau 18. L'enfoncement de la barre 20 s'effectue ainsi jusqu'à ce que le sabot 33 vienne en contact avec le sol. Le conducteur commande ensuite à nouveau le soulèvement du chariot 12 avec déploiement simultané du guide 26 de manière à extraire la barre 20. On notera que le sabot 33 en appui sur le sol maintient la terre au niveau de la bordure de l'avanttrou 43, de façon que cet avant-trou soit parfaitement propre. L'opérateur déplace le bras de support 19 en position écartée, puis rétracte le guide 26 afin de ramener la barre 20 jusqu'à sa position initiale de repos. Le dispositif 2 est alors prêt pour l'enfoncement d'un pieu 42. Celui-ci peut être effectué sans qu'il soit nécessaire de modifier la position du tracteur 1 ni aucun organe de positionnement du dispositif 2. En effet, le marteau 18 se trouve déjà exactement en position au-dessus de l'avant-trou 43, et de plus selon l'orientation adéquate. L'enfoncement du pieu 42 s'effectue exactement dans les mêmes conditions que celui de la barre d'enfoncement 20 pour la réalisation de l'avant-trou 43, d'où un gain de temps et de manipulation considérable. A cet effet, il suffit de présenter le pieu 42 sous l'outil de frappe 38. La commande simultanée du marteau 38 et du vérin de soulèvement 15 réalise un enfoncement sans problème du pieu. Tout écart ou enfoncement décalé du pieu est empêché par la forme en cloche 39 de l'outil de frappe du marteau, qui maintient parfaitement l'extrémité supérieure du pieu, l'extrémité inférieure de celui-ci étant enfoncée dans l'avanttrou. En variante, le pieu peut être présenté sous la cloche de frappe par un bras articulé. Ainsi, les pieux peuvent être portés par exemple sur une remorque du tracteur, et la totalité de la manoeuvre peut être commandée depuis le siège du tracteur. Comme mentionné plus haut, deux dispositifs selon l'invention pourront être montés symétriquement sur le véhicule porteur afin de multiplier encore la facilité d'utilisation et le rendement du dispositif. On a représenté à titre d'exemple sur la figure 14 le tracteur 1 avec deux dispositifs selon l'invention 2 et 45 montés de chaque côté. Les deux dispositifs étant analogues, les éléments correspondants ont été référencés par les mêmes numéros. Le dispositif pour l'enfoncement de pieux permettant de faire des avant-trous selon l'invention permet de s'adapter dans une large mesure d'une part aux caractéristiques du terrain inclinaison, irrégularités, présence de talus ou de fossé, grâce aux réglages de positionnement, et d'autre part, aux différentes caractéristiques de pieux (longueur, forme et dimensions de section, profondeur d'enfoncement, etc.) grâce notamment au guide de maintien. Ainsi, le dispositif sera particulièrement utile pour la mise en place des rangées de piquets de vignes, notamment et y compris les piquets de fin de rangée, mais également par exemple pour les bouchots ou piquets destinés à la culture de fruits de mer. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la plantation de pieux avec réalisation préalable d'un avant-trou, destiné à être monté sur un véhicule porteur (1), comprenant un marteau de frappe (18) monté sur un cadre porteur (17) mobile en déplacement de soulèvement-abaissement, caractérisé en ce que le cadre porteur (17) est réglable en déport latéral et en inclinaison en vue d'un positionnement angulaire et transversal, et en ce qu'un bras de support (19) pour une barre d'enfoncement (20) est monté sur le cadre porteur (17) en vue de la réalisation d'un avanttrou (43), ledit bras de support (19) étant mobile entre une position présentant la barre d'enfoncement (20) sous le marteau de frappe (18) dans l'axe de celui-ci et une position écartée, le marteau (18) étant muni d'un outil de frappe (38) en forme de cloche (39), en vue du maintien et de l'enfoncement de la barre (20) puis d'un pieu (42) sans déplacement du véhicule porteur (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre porteur (17) est monté sur un bras de déport latéral (13) coulissant transversalement sur un chariot (12) lui-même mobile le long d'une colonne (11) articulée sur une base (4) montée fixe sur le véhicule (1). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le bras de support (19) est monté à coulissement sur le cadre porteur (17). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le bras de support (19) est monté à pivotement sur le cadre porteur (17). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras de support (19) comporte un guide de maintien (26) de la barre d'enfoncement (20) permettant son coulissement à l'encontre d'une force de frottement, au cours de l'enfoncement. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le guide (26) est formé d'un élément supérieur de maintien (27) en forme de bague de maintien (29) présentant une ouverture (30) adaptée pour le passage sans frottement du corps de la barre (20) et d'un élément inférieur de guidage (28) comportant un frein périphérique annulaire (32) réglable, la barre d'enfoncement (20) présentant une tête supérieure (31) de dimensions de section supérieures à celles de l'ouverture (30) de passage de la bague de maintien (29), les deux éléments (27,28) du guide (26) étant coulissants l'un par rapport à 1 'autre. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément de guidage (28) comporte un sabot ou dame (33) d'appui au sol. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil de frappe 38 du marteau 18 comporte une surface intérieure de frappe (40) et un rebord périphérique de maintien (41) en saillie. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barre d'enfoncement (20) est de section transversale carrée. 10. Ensemble pour la plantation de pieux avec réalisation préalable d'avant-trous, caractérisé en ce qu'il comprend deux dispositifs (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes montés symétriquement des deux côtés du véhicule porteur (1).