Brevet FR2726321A1 — publié le 19960503

La présente invention concerne un dispositif de manutention d'un élément allongé élastique en flexion et rigide en compression, par exemple une tige réalisée en matériau composite comportant des fibres de renfort enrobées dans de la résine thermoplastique ou thermodurcissable. Une telle tige est décrite dans le document US-A5184682. 1 0 Compte tenu de la nature des matériaux de fabrication, une tige en matériau composite est de préférence enroulée sur des moyens de stockage ou de manutention de façon à ce que les contraintes dues aux déformations d'enroulement ou de déroulement soient au plus égales à la limite élastique du matériau composite. Cela a pour conséquence qu'une telle tige enroulée élastiquement sur un support cylindrique, ne reste pas stable sur le i 5 support mais réagit comme un ressort lorsqu'une des extrémités est libre ou que la rotation du support est incontrôlée. Une des applications préférentielles d'une tige élastique en flexion et rigide en compression est de pouvoir pousser et tirer des appareils, par exemple de mesure, dans des conduits, tels des pipe-line, des drains, des puits, des canalisations,...etc. Pour opérer une telle tige en toute sécurité, il est préférable d'utiliser des moyens de manutention spécifiques à la nature élastique de la tige et au fait qu'il faut pousser, tirer et ranger la tige de façon élastique sur un support relativement compact. Ainsi, la présente invention concerne un dispositif de manutention d'une tige en matériau composite élastique en flexion et rigide en compression, le dispositif comportant un touret sur lequel ladite tige est enroulée dans un état élastique. Le touret comporte des moyens de maintien de la tige plaquée contre le fût du touret et des moyens de mise en rotation dudit touret. Les moyens de maintien peuvent comporter des rouleaux d'axe parallèle à l'axe du touret, et des moyens d'application desdits rouleaux contre ladite tige enroulée sur le fût du touret. Les rouleaux peuvent être montés sur des glissières disposées radialement par rapport à l'axe du touret, de façon à ce que lesdits rouleaux se déplacent radialement en fonction du nombre de couche de tige enroulée sur le touret. Les moyens d'application peuvent comporter des ressorts fixés audits rouleaux. Les moyens d'application peuvent comporter des vérins hydrauliques ou pneumatiques. Le dispositif peut comporter des moyens de déplacement de la tige, les moyens étant disposés dans le voisinage du touret et à proximité de la bouche d'un conduit dans lequel la tige est enfilée. 1 0 Les moyens de mise en rotation du touret peuvent comporter des moyens de coopération avec les moyens de déplacement de façon à enrouler la tige sur le touret lorsque celle-ci est déplacée hors du conduit, et à dérouler la tige lorsque celle-ci est déplacée vers le fond du conduit. La tige peut comporter au moins une ligne électrique sur toute sa longueur, et le 1 5 dispositif peut comporter un joint électrique rotatif disposé sur l'axe du touret, la ligne de l'extrémité de la tige coté touret étant reliée au joint rotatif, l'autre extrémité étant reliée à un instrument de mesure fixé à la tige. Le dispositif peut comporter des moyens de guidage d'enroulement de la tige sur le touret en spires jointives. L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus nettement à la lecture de la description des exemples qui suivent, nullement limitatifs, illustrés par les figures ci-dessous annexées, parmi lesquelles: - La figure 1 représente un touret selon l'invention. - Les figures 2A et 2B montrent en coupe partielle un exemple préférentiel des moyens de maintien. - La figure 3 schématise une application préférentielle du dispositif. - La figure 4 schématise une autre application. La figure 1 montre en vue de coté un touret 1 constitué par un tambour 2 dont l'arbre 4 est fixé, par l'intermédiaire de paliers, sur un bâti 5. Le bâti 5 comprend, de chaque coté du tambour, deux longerons 6 et 7 solidaires d'une semelle 8. Le tambour 2 est de forme conventionnelle et comporte un fût 3 encadré par deux ailes 9 et 10 délimitant le volume dans lequel est stockée la tige 11. Le présent dispositif est adapté à tous les éléments allongés, tels des tiges ou tubes, qui peuvent être enroulés sur un touret dans un état élastique. C'est notamment le cas des éléments allongés en matériau plastique avec ou sans fibres de renfort enrobées dans de la résine réticulable. L'invention est préférentiellement adaptée à une tige semblable à celle décrite dans le document US-A-5184682. Sur l'arbre 4, on a fixé un pignon 12 d'entraînement en rotation du touret par l'intermédiaire d'une chaîne de transmission 13 et de moyens de motorisation 14. Ces moyens de motorisation sont hydraulique, pneumatique ou électrique, de préférence à vitesse variable et à double sens de rotation. De plus, il est préféré que les moyens de motorisation comportent un système de freinage de la rotation du tambour quand celuici 1 5 devient éventuellement moteur. Les longerons 6 et 7, et leurs symétriques sur l'autre face du tambour, portent quatre rouleaux 15, 16, 17 et 18. La structure de chaque rouleaux 15, 16, 17 et 18 est détaillée sur les figures 2A et 2B, ainsi que leur montage sur le bâti 5. Les quatre rouleaux sont plaqués sur le fût du tambour ou sur les couches de tige enroulée sur le tambour, par des moyens d'application, par exemple des ressorts de traction 19, 20, 21 et 22. Ces ressonrts, fixés d'un coté sur le bâti et de l'autre à l'arbre de chaque rouleau, peuvent être remplacés par tout autre système équivalent, vérin hydraulique ou pneumatique, tirant ou poussant. Les figures 2A et 2B illustrent le rôle des rouleaux, par exemple le rouleau 16 dont l'arbre 23 à une longueur telle qu'il traverse le longeron 7 et son symétrique 7' par des lumières 24 et 24'. Ces lumières 24 et 24', de forme allongée, jouent le rôle de glissière pour l'arbre 23 de façon à ce que le rouleau 16 puisse se rapprocher du fût 3 ou s'en écarter. L'arbre 23 est assemblé sur le rouleau 16 par l'intermédiaire de paliers, laissant ainsi libre le rouleau de rouler sur le fût ou sur les couches de tige 11. Tous les autres rouleaux sont de même construction. L'invention n'est pas limitée au nombre de quatre rouleaux, dans certains cas d'autres seront nécessaires, alors que pour des tiges plus souples on pourrait n'utiliser qu'un ou deux rouleaux. Sur la figure 2A, le rouleau 16 est plaqué sur une couche de tige 1 1 enroulée sur le fût 3. Sur la figure 2B, une longueur supplémentaire de tige 11 a été enroulée sur le touret en formant une deuxième couche. Le rouleau de maintien s'est déplacé entre les flancs 9 et pour maintenir la tige par l'intermédiaire de la couche supérieure, grâce à la possibilité de 1 0 déplacement radial du rouleau offerte par les ressorts 20 et 20'. Ainsi, en cas de rupture de la tige, les spires enroulées sur le touret ne peuvent pas se détendre car les rouleaux, ou équivalents, les maintiennent en place. Sur la figure 1, la référence 25 indique un guide de la tige 11, lié au bâti par une i 5 glissière transversale (non représentée). La glissière permettant de déplacer le guide 25 en fonction du nombre de spires. Cette opération de guidage à l'enroulement, appelée trancannage, peut être effectuée manuellement, c'est à dire que l'opérateur déplace le guide en fonction de la manière à laquelle il voit s'enrouler la tige, ou automatique en fonction du nombre de tour de touret, sachant que pour un tour, le guide doit se déplacer d'une largeur de tige. Les moyens automatiques de trancannage sont bien connus et peuvent être réalisés par des engrenages et/ou par une vis hélicoïdale à deux pas inversés. La figure 3 montre une application du dispositif à des mesures dans un trou 30 foré à partir d'une galerie 31. la tige 11 comporte de préférence une ligne de transmission des informations, par exemple une ligne électrique. Un appareil de mesure 32 est fixé à l'extrémité de la tige et transmet les mesures à des moyens d'acquisition 33 par l'intermédiaire de la ligne de transmission. La ligne de transmission, coté extrémité de la tige fixée sur le tambour du touret 1, est reliée aux moyens 33 par l'intermédiaire d'un joint rotatif 34 placé dans l'axe de l'arbre du tambour. Un tel joint rotatif n'est pas décrit ici car sa construction conventionnelle est bien connue. Des moyens de déplacement 35 de la tige 11 sont placés à proximité de la bouche du trou 30 de façon à pouvoir déplacer l'appareillage de mesure 32 dans le trou 30, en poussant sur la tige ou en tirant sur celle-ci. Dans le même temps, le touret I déroule la longueur de tige 11 correspondante à la longueur qui pénètre dans le trou, ou enroule la longueur de tige lorsque les moyens 35 retirent celle-ci du trou. Les moyens de mise en rotation du touret et les moyens de déplacement 35 doivent coopérer pour que la portion de tige entre le touret et les moyens de déplacement soit suffisamment tendue pour ne pas risquer des cassures de la tige 11. D'une manière simplifiée, le touret peut être seulement légèrement freiné lorsque les moyens de déplacement 35 poussent la tige dans le trou et par conséquent tirent sur la tige enroulée sur le touret. Dans ce cas, pour le retrait de la tige, la motorisation du touret peut tirer la tige tout en l'enroulant sur le tambour, les moyens de 1i0 déplacement sont alors débrayés, ou même totalement dégagés de la tige 11. Les moyens de déplacement 35 consistent par exemple en un ensemble de deux paires de roues, chacune des paires étant pressée sur la tige, de manière opposée. Au moins une paire de roue est mécaniquement reliée à une motorisation. Par la friction produite par le 1 5 serrage des roues sur la tige, les roues motrices entraînent longitudinalement la tige 11. On peut augmenter la surface de serrage en utilisant une bande ou chaîne continue entraînée par des pignons et serrée sur la tige par un ensemble de galets presseurs. La figure 4 est une autre variante d'application du dispositif selon l'invention. Cette variante est plus particulièrement adaptée aux puits à démarrage vertical. Un puits 40, sensiblement vertical est foré à partir de la surface du sol o un touret 1 de stockage d'une tige 11 est posé. Comme dans l'application précédente, un appareillage 32, par exemple de mesure, est fixé à l'extrémité de la tige 11. Pour faciliter la descente de l'appareil 32 au bout de la tige 11, on peut fixer des moyens de manoeuvre 41, par exemple des barres de charge pour augmenter la force de la gravité dans la partie verticale ou subverticale du puits, ou des coupelles d'étanchéité dans le puits 40 qui peuvent permettre d'aider la descente de l'appareil 32 en pompant un fluide dans le puits 40. Pour effectuer le pompage, il faut alors équiper la tête du puits 40 avec des moyens d'étanchéité et de pompage. Dans cette application, la tige 1l 1 est guidée par un ensemble de galets 42 jusqu'à la bouche du puits 40. Pour descendre l'appareil 32, on déroule la tige 1l 1 en faisant tourner le touret, le poids de l'appareil, éventuellement des barres de charge 41, étant suffisant pour tirer l'ensemble tige 11 et appareil de mesure 32 vers le fond du puits. Si le puits 40 a une partie inclinée, même proche de l'horizontale, on peut assembler, à partir de la surface, des poids 43 autour de la tige 11, afin que ces poids poussent sur la portion de tige inférieure et aident à la pénétration de l'appareil 32 dans la portion de puits dévié. Le déplacement de l'appareil 32 vers la surface se fait par rotation du touret 1 dans le sens de l'enroulement de la tige. REVENDICATIONS 1) Dispositif de manutention d'une tige (1l 1) en matériau composite élastique en flexion et rigide en compression, ledit dispositif comportant un touret (1) sur lequel ladite tige est enroulée dans un état élastique, caractérisé en ce que ledit touret comporte des moyens de maintien (15, 16, 17, 18) de la tige plaquée contre le fût (3) du touret et des moyens de rmise en rotation (14) dudit touret. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien comportent des rouleaux d'axe parallèle à l'axe du touret, et des moyens d'application (19, 20, 21, 22) desdits rouleaux contre ladite tige enroulée sur le fût du touret. 1 5 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits rouleaux sont montés sur des glissières (24, 24') disposées radialement par rapport à l'axe du touret, de façon à ce que lesdits rouleaux se déplacent radialement en fonction du nombre de couche de tige enroulée sur le touret. 4) Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'application comportent des ressorts fixés audits rouleaux. ) Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'application comportent des vérins hydrauliques ou pneumatiques. 6) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de déplacement (35) de la tige, lesdits moyens étant disposés dans le voisinage du touret et à proximité de la bouche d'un conduit dans lequel la tige est enfilée. 7) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en rotation du touret comportent des moyens de coopération avec lesdits moyens de déplacement de façon à enrouler la tige sur le touret lorsque celle-ci est déplacée hors du conduit, et à dérouler la tige lorsque celle-ci est déplacée vers le fond du conduit. 8) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite tige comporte au moins une ligne électrique sur toute sa longueur, et en ce que ledit touret comporte un joint électrique (34) rotatif disposé sur l'axe du touret, ladite ligne de l'extrémité de la tige coté touret étant reliée audit joint rotatif, l'autre extrémité étant reliée à un instrument de mesure (32) fixé à la tige. 1 0 9) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de guidage (25) d'enroulement de la tige sur le touret en spires jointives.