Brevet FR2741644A1 — publié le 19970530

DISPOSITIF D'EPANDAGE POUR TRAITEMENT DE TERRAIN La présente invention se rapporte aux dispositifs d'épandage qui permettent de répandre sur un terrain des produits destinés à traiter celui-ci pour en améliorer certaines caractéristiques, notamment les caractéristiques mécaniques, afin en particulier de pouvoir effectuer dessus d'autres travaux. On sait que pour construire par exemple une route ou un parking il est très rare de pouvoir déposer directement les matériaux nécessaires sur le sol brut. Outre des opérations d'aménagement ou de décapage, il est souvent nécessaire de traiter ce sol en épandant dessus un produit tel que de la chaux ou du ciment et en effectuant ensuite un malaxage de ces matériaux avec le matériau d'origine du sol. Ces techniques de traitement du sol se sont largement développées ces dernières années. Elles sont amenées à connaître un développement important en particulier dans les zones tempérées humides parce qu'elles permettent de corriger la teneur en eau des sols, par exemple par un apport de chaux vive.En outre, et éventuellement en complément de cet apport, dans les zones où les agrégats sont rares il est plus économique d'effectuer un apport de ciment qui permet de réaliser directement une couche de fondation. Les matériels actuellement connus pour effectuer ce genre de traitement sont en particulier décrits dans la demande de brevet européen n" 0462899, ainsi que dans la norme française NFP9S712. A titre d'exemple, un épandeur ainsi connu comprend une cuve qui fait office de silo, des moyens d'extraction permettant d'alimenter une trémie située à l'extrémité de cette cuve, et un doseur recevant le produit depuis la trémie et l'épandant sur /e sol. Cet ensemble est solidaire d'un châssis porteur qui peut être soit tracté, soit automoteur. Des jupes en caoutchouc situées autour de l'orifice de sortie du matériau permettent plus ou moins de limiter les effets du vent. En fait, la protection apportée par ces jupes est très limitée, et la chute du liant entraîne souvent la formation d'un nuage de poussière qui peut être très important. Ces poussières sont alors dispersées par le vent, et les nuisances qui sont entraînées, provoquant des dommages aux biens et aux personnes, peuvent amener à un arrêt du chantierjusqu'à ce que le vent soit retombé à une valeur suffisamment faible, ce qui peut être long et très aléatoire. Ces nuisances freinent donc l'extension de ce type de traitement, en dépit des avantages importants qu'ils procurent. Pour pallier cet inconvénient, l'invention propose un dispositif d'épandage pour traitement de terrain, du type comprenant un réservoir de produit à épandre et des moyens de dosage de ce produit, principalement caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour régler la hauteur de chute par rapport au sol du produit à épandre afin de minimiser au maximum oette hauteur. Selon une autre caractéristique, les moyens de réglage de la hauteur de chute permettent de régler la position en hauteur de l'ensemble réservoir/moyens de dosage. Selon une autre caractéristique, l'ensemble réservoir/moyens de dosage est porté par un châssis muni de roues, et les moyens de réglage de la hauteur de chute permettent de régler la position en hauteur de l'ensemble réservoir/moyens de dosage/châssis par rapport aux roues. Selon une autre caractéristique, les moyens de réglage de la hauteur de chute sont indépendants des moyens de dosage. Selon une autre caractéristique, les moyens de réglage comportent au moins un ensemble de lamelles inclinées, disposées en dessous des moyens de dosage et soutenues par des moyens permettant de régler la distance entre ces lamelles et le sol. Selon une autre caractéristique, ces lamelles sont élastiques. Selon une autre caractéristique, les moyens de réglage de la hauteur de chute comportent au moins un dispositif rotatif situé en dessous des moyens de dosage, et des moyens permettant de régler la hauteur de ce dispositif par rapport au sol. Selon une autre caractéristique, les moyens rotatifs sont munis de moyens permettant de les faire tourner de manière à donner un débit égal ou légèrement supérieur à celui des moyens de dosage. Selon une autre caractéristique, les moyens rotatifs sont aménagés pour pouvoir répartir de manière continue le produit à épandre lorsque celui-ci est débité de manière discontinue par les moyens de dosage. Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend simultanément d'une part des moyens permettant de régler la hauteur de l'ensemble réservoir/moyens de dosage, et d'autre part des moyens auxiliaires de réglage de la hauteur de chute. Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend en outre des moyens pour faire fonctionner de manière automatique les moyens de réglage qui déterminent la hauteur de chute D'autres particulantés et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante, présentée à titre d'exemple non limitatif en regard des figures annexées, qui représentent: - les figures 1, 2 et 3, une vue schématique d'un dispositif selon l'invention représenté dans 3 positions différentes d'épandage; - /es figures 4 et 5, des vues de côté en coupe partielle d'un premier mode de réalisation des moyens de freinage de la chute des produits à épandre, représenté dans deux positions différentes:: - les figures 6 et 7, des vues de côté en coupe partielle d'un deuxième mode de réalisation de ces moyens, représenté dans deux positions différentes; - la figure 8, une vue en coupe d'une variante de ce deuxième mode de réalisation; et - la figure 9, une vue en coupe selon deux plans verticaux médians décalés d'un troisième mode de réalisation de l'invention. Le dispositif d'épandage selon l'invention, représenté dans 3 configurations différentes sur les figures 1 à 3, comprend d'une manière très classique un châssis porteur 101 relié de manière articulée à un tracteur 102. Ce châssis est porté par des roues 110 et supporte un silo 103 permettant de contenir /e produit à épandre. Ce silo de forme conique se termine à son extrémité inférieure par des moyens de dosage 104. Selon l'invention, /e silo 103 est mobile verticalement par rapport au châssis 101 de manière à pouvoir régler la hauteur de chute du produit débité par le doseur 104 par rapport au niveau du sol 105. Le réglage de cette hauteur se fait par des moyens non représentés, mais qui peuvent être mécaniquement très simples et de nature très diverse. On peut avoir par exemple 4 vérins hydrauliques fixés aux 4 coins du silo 103 et qui permettent de relever et de descendre ce/ui-ci à partir d'une source de pression hydraulique disponible dans /e tracteur 102, sous la commande du conducteur de ce tracteur. Ainsi pour déplacer le dispositif d'épandage, par exemple entre les moyens de stockage du chantier permettant de remplir le silo 103 et le lieu où les matériaux doivent être épandus, on placera le silo 103 en position haute comme dans la figure 1, par exemple avec sa partie inférieure située à une distance de 60 cm du sol. De cette manière, le transport pourra se faire à une allure relativement rapide, sans risquer d'interférences entre le sol et la partie inférieure du doseur 104. Le cas échéant, on pourra également procéder à l'épandage à partir de cette hauteur dans des situations relativement particulières, par exemple en l'absence de vent ou lorsque le chantier se trouve loin de toute zone risquant d'être polluée par les poussières entraînées par cet épandage. Dans l'autre cas extrême, où il y a lieu de limiter au maximum l'influence des poussières, par exemple en cas de vent violent ou à proximité immédiate de zones habitées, on abaissera le silo 103 le plus près possible du sot, par exemple jusqu'à une distance de 10 cm environ, comme représenté sur la figure 2. Enfin les moyens de réglage de la position verticale du silo 103 par rapport au châssis 101 permettront de régler en fonction des circonstances la distance de chute des produits à épandre à toute valeur comprise entre ces valeurs extrêmes, par exemple à une distance de 30 cm, comme représenté sur la figure 3. A titre de variante, I'invention propose de fixer de manière non réglable le silo sur le châssis, et de faire varier cette distance de chute en faisant varier la hauteur de fixation des roues par rapport au châssis, par exemple en les montant sur des vérins hydrauliques. Le réglage de hauteur pourra se faire soit manuellement sous la commande du conducteur de l'engin, soit de manière automatique en utilisant des moyens de mesure non représentés tels qu'un palpeur venant faire fonctionner les moyens de réglage de la hauteur verticale du silo, par exemple les vannes d'alimentation des vérins hydrauliques. Un tel dispositif automatique aura l'avantage de permettre de réduire au maximum la hauteur de chute des produits à épandre, quels que soient les accidents du terrain, afin simultanément d'obtenir la hauteur de chute la plus réduite possible et d'éviter tout risque de contact accidentel du doseur 104 avec le sot, pouvant produire des dégâts sur ce doseur. En outre, de manière connue, on pourra entourer le doseur 104 d'une jupe en caoutchouc permettant de limiter encore la dispersion des poussières. Un tel dispositif présente néanmoins l'inconvénient que les moyens de réglage de la hauteur du silo par rapport au châssis doivent être particulièrement robustes pour supporter le poids du silo rempli des matériaux à épandre. Ceci ne pose pas de difficultés techniques, mais nécessite d'utiliser des organes très résistants, donc lourds et coûteux. En analysant les raisons pour lesquelles la hauteur de chute augmentait la dispersion du produit et l'apparition de poussières, I'inventeur a conclu que c'était l'énergie cinétique accumulée dans le matériau qui se dissipait brutalement au contact du sol en créant alors des turbulences génératrioes des poussières. Cette énergie cinétique est bien entendu directement liée à la hauteur de la chute de ces matériaux. Dans ces conditions, I'inventeur a imaginé, pour obtenir la limitation de l'énergie cinétique obtenue plus haut par la limitation de la hauteur de chute, d'utiliser d'autres moyens permettant de maintenir le silo 103 de manière fixe à sa hauteur maximale, en supprimant donc les moyens de réglage de cette hauteur. Ces moyens permettent essentiellement d'assurer l'absorption de l'énergie cinétique, tout en évitant que cette absorption se traduise par un éparpillement du produit, générateur de poussières. Un premier mode de réalisation de ces moyens, représenté sur la figure 4, consiste à utiliser un cadre 106 comprenant un ou plusieurs plateaux de lamelles à pentes opposées 107 en forme de persiennes qui viennent obturer /e passage direct du produit à travers ce cadre. Celui-ci est maintenu sur le châssis 101 à l'aide de moyens tels que des biellettes 108 qui permettent de régler la distance entre le cadre et le châssis, et donc la distance entre le cadre et le sol. L'espace entre le doseur et le cadre est isolé de l'extérieur par des moyens de protection 109, formés par exemple par une jupe souple en caoutchouc munie d'arceaux, formant un soufflet repliable fixé d'un côté sur le châssis et de l'autre sur le cadre et qui forme une cavité déformable étanche dont les poussières ne peuvent pas sortir. Le produit à épandre, débité par le doseur 104, vient tomber sur les lamelles 107 et il ne peut atteindre le sol qu'en glissant sur ces lamelles après avoir rebondi un certain nombre de fois sur oellesci en perdant son énergie cinétique. L'énergie cinétique finale du produit qui atteindra le sol sera donc essentiellement l'énergie cinétique relativement faible correspondant à la distance entre le cadre 106 et le sol. En fonction de divers paramètres, tels que par exemple la quantité et la granulométrie du produit à épandre, on pourra incliner plus ou moins les lamelles, et leur effet sera d'autant plus efficace qu'elles seront plus inclinées par rapport à la verticale.Pour éviter toute accumulation du produit sur ces lamelles, entraînant une obstruction de l'ensemble, il pourra être intéressant de munir le cadre 106 de moyens de vibration permettant d'éviter cette accumulation. Le cas échéant, ces lamelles pourront être légèrement flexibles, pour jouer le rôle d'un ressort et absorber ainsi l'énergie cinétique de manière plus efficace. Sur la figure 4, le dispositif est représenté complètement déplié et donc dans la position la plus rapprochée du sol. Sur la figure 5 par contre, il est représenté complètement replié dans sa position la plus éloignée du sol. Un autre mode de réalisation de l'invention est représenté sur les figures 6et 7. Dans ce mode de réalisation, on utilise un tambour 207 dont l'état de surface et la mise en mouvement permettent de freiner le passage du produit en absorbant son énergie cinétique. Dans l'exemple représenté sur les figures, ce tambour est muni de pales. Ce tambour est maintenu dans un carter 209 qui l'enserre de manière suffisamment étroite pour éviter que le produit à épandre ne glisse directement sur le sol. Ce carter dans cet exemple de réalisation est relié à un soufflet 109 identique à celui décrit dans le premier mode de réalisation. On pourrait aussi utiliser un système formé de plusieurs parties qui coulissent l'une dans l'autre de manière à former un capotage télescopique venant assurer l'isolement du tambour par rapport au châssis 101. Le cas échéant on pourrait également utiliser une membrane de caoutchouc, qui viendrait se fixer d'un côté sur le carter entourant le tambour et de l'autre sur le châssis 101. En fait ce tambour agit en lui-même un peu comme un doseur. Pour éviter donc toute accumulation de produit entre lui et le doseur proprement dit, on s'assurera que /e mouvement de rotation du tambour est suffisamment rapide par rapport à celui du doseur pour assurer un débit intrinsèque au moins égal, et de préférence supérieur, à celui du doseur. On obtient ainsi une plus grande régularité de répartition des produits et on évite que le résultat final ne dépende de l'état d'entretien de la machine. Bien que dans l'exemple représenté sur les figures le tambour soit du type à pales, on peut utiliser d'autres systèmes, par exemple des tambours rugueux, lisses revêtus de caoutchouc, ou encore ayant la forme de balais rotatifs. L'essentiel est que ces tambours empêchent le passage direct du produit à épandre vers le sol en absorbant l'énergie cinétique provenant de la chute depuis le doseur et en assurant une répartition continue et régulière de ce produit. Un avantage particulièrement intéressant de l'invention apporté par l'utilisation de ce tambour consiste en ce que l'on obtient une régularisation du débit du doseur. En effet, lorsqu'on utilise un dosage par tambour alvéolaire la distribution n'est pas continue, puisqu'elle correspond au vidage successif de chacune des alvéoles.Si dans certains cas la discontinuité de la répartition obtenue dans les épandeurs classiques est tolérable, dans d'autres cas, en fonction du dosage superficiel choisi, on observe que l'on répand sur le sol des petits tas discontinus de produit. Dans /e cas des faibles dosages, on peut très bien obtenir des tas répartis avec un pas de l'ordre du demi-mètre, ce qui est tout à fait inacceptable. Une solution connue consiste à changer le rotor du doseur, ce qui est nécessaire puisqu'un doseur adapté aux petits débits, permettant donc d'obtenir une répartition suffisamment constante, ne permettrait pas d'obtenir un débit suffisant dans le cas des forts dosages. Un tel changement est bien entendu long et compliqué à réaliser, et entraîne des risques d'endommagement de la machine relativement importants. Le dispositif selon l'invention, dans lequel on utilise un tambour absorbeur d'énergie cinétique tel que celui des figures 6 et 7, permet par contre de régulariser /e débit du produit à épandre, même dans le cas des faibles dosages où le doseur délivre ce produit par paquets séparés. En effet, ce tambour n'ayant pas une fonction de dosage, on peut le faire toumer suffisamment vite pour obtenir une homogénéisation du flux du produit. En outre, si dans des cas extrêmes on n'obtient pas une homogénéité suffisante, il est alors beaucoup plus facile de changer un tel tambour, dont les dimensions peuvent être beaucoup plus réduites et le poids beaucoup plus faible que celui du tambour doseur. On a représenté sur la figure 8 une variante plus élaborée de ce mode de réalisation, dans laquelle on utilise deux tambours 307 et 317 à la place du seul tambour 207. La représentation est limitée à ces seuls tambours car le reste du dispositif est le même que celui décrit précédemment. Ces deux tambours sont au même niveau, parallèles entre eux et côte à côte. Dans cet exemple, ils sont du type alvéolaire avec des pales qui engrènent les unes dans les autres. Sur la figure 9, on a représenté une vue en coupe verticale prise sur deux niveaux décalés en profondeur d'un autre mode de réalisation, dans lequel on utilise aussi deux tambours doseurs parallèles, mais disposés différemment. Dans ce mode de réalisation, les deux tambours 407 et 417 fonctionnent isolément, comme dans les figures 6 et 7, et ils sont décalés l'un par rapport à l'autre de manière à ce que leurs moteurs d'entraînement soient situés au centre du dispositif. Ceci permet de ne pas les faire déborder en dehors du dispositif, ce qui pourrait présenter des inconvénients, en particulier quant à leur exposition aux chocs. Les carters 509 et 519 qui enserrent ces deux tambours 407 et 417 sont donc séparés et du même type que décrit plus haut. Ils sont alimentés depuis la sortie du doseur 104 par l'intermédiaire de deux soufflets 409 et 419. Dans cet exemple les doseurs sont du type alvéolaire, ainsi que les tambours absorbeurs eux-mêmes. On remarque bien, du fait du choix des coupes, la cloison 420 qui montre que le flux de produit est dirigé d'un côté vers l'un des tambours et de l'autre côté vers l'autre tambour. Dans la mesure où les systèmes absorbeurs, en particulier ceux à tambour, peuvent être amenés à remonter par rapport au système doseur, en particulier de manière automatique, il y a lieu de prévoir des moyens évitant l'accumulation d'une quantité trop importante du produit à épandre dans les organes d'isolement tels que les soufflets 409 et 419. En reflet, une remontée trop importante avec des soufflets presque pleins pourrait amener des détériorations de ces soufflets, ou même d'autres pièces. Pour cela on utilisera des sondes permettant de contrôler le niveau du produit au dessus des tambours 407 et 417 et limitant l'arrivée de ce produit en diminuant la vitesse de fonctionnement du doseur 104. Enfin, pour éviter que la variation de distance entre le doseur et les cylindres absorbeurs ne provoque, par variation du temps élémentaire de la chute d'un grain à Vautre entre le doseur et ces cylindres, une trop grande dispersion de la masse épandue sur le sol, on pourra utiliser des moyens permettant de faire varier la hauteur du doseur 104 par rapport à ocelle des cylindres absorbeurs 407 et 417. Ces moyens pourront par exemple agir sur l'ensemble silo/doseur comme dans le premier mode de réalisation, tout en étant plus simples et moins coûteux. REVENDICA TIONS I - Dispositif d'épandage pour traitement de terrain, du type comprenant un réservoir de produit à épandre (103) et des moyens de dosage (104) de ce produit, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (106 - 108) pour régler la hauteur de chute par rapport au sol du produit à épandre afin de minimiser au maximum omette hauteur. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la hauteur de chute permettent de régler la position en hauteur de l'ensemble réservoir/moyens de dosage (1031104). 3 - Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'ensemble réservoir/moyens de dosage (1031104) est porté par un châssis (101) muni de roues (110), caractérisé en ce que les moyens de réglage de la hauteur de chute permettent de régler la position en hauteur de l'ensemble réservoir/moyens de dosage/châssis (103/104/101) par rapport aux roues. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la hauteur de chute (106 - 108) sont indépendants des moyens de dosage (104). 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de réglage comportent au moins un ensemble de lamelles inclinées (107), disposées en dessous des moyens de dosage (104) et soutenues par des moyens (108) permettant de régler la distance entre ces lamelles et le sol. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ces lamelles (107) sont élastiques. 7 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la hauteur de chute comportent au moins un dispositif rotatif (207) situé en dessous des moyens de dosage (104), et des moyens (108) permettant de régler la hauteur de ce dispositif par rapport au sol. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens rotatifs (207) sont munis de moyens permettant de les faire tourner de manière à donner un débit égal ou légèrement supérieur à celui des moyens de dosage (104). 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les moyens rotatifs (207) sont aménagés pour pouvoir répartir de manière continue le produit à épandre lorsque celui-ci est débité de manière discontinue par les moyens de dosage (104). 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend simultanément d'une part des moyens permettant de régler la hauteur de l'ensemble réservoir/moyens de dosage (1031104), et d'autre part des moyens auxiliaires (106-108) de réglage de la hauteur de chute. Il - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour faire fonctionner de manière automatique les moyens de réglage (108) qui déterminent la hauteur de chute.