Brevet FR2744469A1 — publié le 19970808

Machine pour la rénovation d'ouvrages d'art tubulaires tels que des égouts La présente invention concerne une machine pour la rénovation d'ouvrages d'art tubulaires tels que des égouts, pour enlever sélectivement la couche abîmée (béton abîmé) en vue d'effectuer un chemisage de l'ouvrage avec du produit neuf. Dans certains ouvrages d'art tubulaires, c'està-dire ayant une section identique ou pratiquement identique sur toute leur longueur, tels que des canalisations ou des égouts, il peut être nécessaire d'effectuer des travaux d'entretien consistant à enlever sélectivement la couche de surface, en partie ou en totalité pour permettre l'accrochage d'une nouvelle couche (chemisage) avec du produit neuf identique ou différent du produit ancien. De tels travaux peuvent être faits manuellement mais le coût d'une telle intervention est prohibitif. La présente invention a pour but de créer une machine permettant d'effectuer des travaux de traitement ou de rénovation d'un ouvrage tubulaire, efficacement et rapidement, avec un outil décrivant la surface en restant à une distance déterminée de cette surface de l'ouvrage à traiter ; cette distance dépend de la nature des travaux à réaliser. A cet effet, l'invention concerne une machine caractérisée en ce qu'elle comprend A- un chariot entraîné destiné à circuler dans l'ouvrage d'art B- un chemin de guidage monté sur le chariot ayant un pro fil correspondant à la section de l'ouvrage, équipé de moyens de guidage et de positionnement transversal du chemin par rapport à l'ouvrage C- un porte-outil - monté sur le chemin de guidage et se déplaçant suivant celui-ci, recevant l'outil et comportant des moyens pour déplacer l'outil transversalement à la trajec toire définie par le chemin de guidage, D- un outil de traitement - comportant au moins une buse formant un jet de fluide sous pression pour balayer la surface à traiter sui vant une trajectoire de balayage définie par le mouve ment de d'outil, par le mouvement du porte-outil sur son chemin de guidage et le mouvement du chariot. La machine permet de traiter l'ouvrage en maintenant l'outil à une distance précise de la surface de l'ouvrage et en lui faisant balayer l'ouvrage d'une manière très régulière suivant une trajectoire choisie et de façon que les bandes ou traces balayées par l'outil, à la surface de l'ouvrage, soient jointives sans se chevaucher pour éviter tout traitement excessif dans la zone de chevauchement. Outre l'automaticité du travail représentant un gain en coût important, la régularité du parcours automatique de la surface sans chevauchement des surfaces élémentaires traitées, évite un travail inutile, augmente le rendement de l'opération et permet un travail d'excellente qualité. La machine selon l'invention permet de mettre en oeuvre différents outils et tout particulièrement une buse de pulvérisation d'un liquide sous pression, notamment de l'eau sous haute pression, pour détruire sélectivement une couche de béton abîmée. En fait, cet outil peut être constitué par une ou plusieurs buses. Cette machine s'introduit dans l'ouvrage, notamment une canalisation soit par une canalisation ou conduite d'accès autorisant son passage sans démontage ; de préférence, la machine est composée d'éléments démontables permettant de démonter la machine en dehors de son site d'utilisation puis de l'y introduire par exemple par les trous d'accès, trou d'homme, ou autre moyen d'accès et de la remonter sur place dans l'ouvrage tubulaire. Cette machine se met en oeuvre simplement et son fonctionnement peut être automatisé en grande partie puisque la machine effectue des mouvements répétés de balayage de la surface à la fois par l'outil de démolition qui effectue un mouvement de va et vient ou un mouvement de rotation de manière qu'en combinaison avec le mouvement du porte-outil le long du chemin de guidage, l'outil de démolition traite une bande de surface de l'ouvrage, cette bande étant la projection sur l'ouvrage du chemin de guidage. La machine est de préférence motrice et notamment automotrice ; elle est par exemple entraînée par un moteur à fluide, alimenté par une source de fluide moteur située à l'extérieur de l'ouvrage. La machine peut également être entraînée par un treuil lui-même situé à l'intérieur de l'ouvrage ou à l'extérieur et/ou recevant le fluide moteur, dans le cas d'un treuil hydraulique ou pneumatique, d'une source extérieure. De la manière la plus simple, le chemin de guidage correspond à une courbe parallèle à la courbe de la section de l'ouvrage, la distance entre les deux courbes étant celle correspondant à l'intervalle entre l'extrémité de l'outil et la trajectoire du porte-outil sur le chemin de guidage. Un tel chemin de guidage est facile à réali ser ; il équipe de manière interchangeable le chariot ce qui permet d'adapter la machine à différentes sections d'ouvrages tubulaires. L'expression définissant la forme du chemin de guidage comme étant une courbe parallèle à la section de l'ouvrage d'art tubulaire ne se limite pas à une section droite de cette forme tubulaire de l'ouvrage. En effet, il peut être intéressant, suivant la nature de certains ouvrages, de traiter la surface selon une trajectoire d'outil située dans un plan incliné et non plus suivant une section droite, c'est-à-dire perpendiculaire à la direction de l'ouvrage. Dans ce cas, le chemin de guidage a une forme parallèle à la section non pas droite du cylindre constitué par l'ouvrage tubulaire mais suivant la section choisie dans tous les cas le but est de conduire l'outil parallèlement à la surface à traiter et suivant une trajectoire choisie. Pour éviter tout glissement entre le porteoutil et son chemin de guidage qui serait préjudiciable à la qualité et au coût du travail, il est avantageux que le porte-outil comporte non seulement des galets mais également un engrenage en prise avec une crémaillère du chemin de guidage ; le porte-outil est avantageusement entraîné par un moteur hydraulique qui le fait circuler le long du chemin de guidage suivant une trajectoire continue ou alternative, par exemple entre deux butées de fin de course. Pour balayer une bande d'une certaine largeur l'outil est constitué par une ou plusieurs buses oscillantes ou décrivant un cercle ou un arc de cercle. La largeur du mouvement de la buse oscillante correspond ainsi sensiblement à la largeur de la bande traitée pendant que le porte-outil muni de la buse décrit sa trajectoire le long de son chemin de guidage. De manière particulièrement avantageuse, le chariot est un véhicule à chenilles et, suivant une autre caractéristique avantageuse, le chariot, le porte-outil et l'outil sont commandés par un fluide moteur, automatiquement ou par une personne desservant la machine. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'ensemble d'une machine selon l'invention en cours d'utilisation, - la figure 2 est une vue de côté schématique d'une machine selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe d'un ouvrage tubulaire dans lequel circule une machine selon l'invention. Selon la figure 1, l'invention concerne une machine pour le traitement ou la rénovation d'ouvrages d'art tubulaires tels que des égouts 1. Cette machine 2 qui circule dans l'ouvrage tubulaire et est reliée à des ensembles d'alimentation et de fourniture d'énergie 3, 4, l'un (3) fournissant le fluide hydraulique des moteurs et l'autre le fluide sous haute pression alimentant l'outil par exemple l'outil de démolition. La liaison entre la machine 2 et les ensembles 3, 4 se fait par des flexibles 5 non détaillés. L'équipement ainsi réalisé est commandé soit directement par une ou plusieurs personnes qui se trouvent dans l'ouvrage 2 et surveillent la progression des travaux en commandant le mouvement de la machine, soit par un ou plusieurs opérateurs placés à l'extérieur, surveillant les ensembles 3, 4, directement, la progression de la machine 2 et l'exécution du travail sur des écrans vidéo. Enfin, dans la mesure où la machine dégage de la poussière, l'ouvrage 1 est équipé d'une ventilation non représentée de manière à faire circuler ou à évacuer la poussière dans la direction de la flèche A. De manière générale, la machine selon l'invention est destinée à traiter des ouvrages tubulaires, c'est-à-dire des ouvrages ayant une section constante et une grande longueur. De manière plus précise, selon les figures 2 et 3, la machine se compose d'un chariot 20 motorisé et commandé pour circuler sur le fond 11 de l'ouvrage. Ce chariot est de préférence un chariot à chenilles 21 entraîné par un moteur hydraulique 22 alimenté à partir du bloc hydraulique 23 qui assure la commande et la répartition du fluide hydraulique selon le fonctionnement programmé. Ce bloc 23 est lui-même alimenté à partir de la centrale hydraulique 3. De l'autre côté, le chariot est muni d'un support 24 orientable autour d'un axe horizontal 25 et tenu par des bras 26. Ce support reçoit le chemin de guidage 30 recevant lui-même le porte-outil 40. Le porte-outil 40 circule le long du chemin de guidage 30 sur toute la longueur de ce chemin ou sur une partie seulement de celui-ci. Le porte-outil 40 muni d'un moteur hydraulique 41 également alimenté en fluide hydraulique à partir du bloc 23 est équipé de l'outil de démolition à haute pression 50. Dans les conditions normales d'utilisation, le chemin de guidage 30 est sensiblement situé dans un plan vertical, le fond 11 de l'ouvrage étant pris comme surface horizontale. Comme le montre plus clairement la figure 3, le chemin de guidage 30 a une forme parallèle à la forme de la section de l'ouvrage tubulaire 1. La distance L séparant les deux courbes est une distance constante correspondant sensiblement à la longueur comprise entre l'extrémité de l'outil 50 (buse) et la trajectoire théorique du porteoutil sur le chemin de guidage 30. Ce chemin de guidage 30 permet de maintenir l'extrémité 51 de l'outil 50 à une distance constante de la surface 12 de la paroi intérieure de l'ouvrage. En effet, l'action de l'outil de destruction par fluide sous pression (fluide sous haute pression) dépend de manière très importante de la distance séparant l'extrémité de l'outil et la surface à détruire, aussi est-il indispensable que cette distance soit réglée de manière précise et cela grâce au chemin de guidage 30. Dans le cas d'autres outils de traitement, par exemple pour le nettoyage ou la pulvérisation, il est tout aussi important de respecter une distance précise entre l'outil et la surface de l'ouvrage. Ce chemin de guidage 30 doit également être positionné de manière précise par rapport à la courbe et définissant la section de l'ouvrage tubulaire 1, c'est-à-dire la surface intérieure 12 de cet ouvrage. Pour cela le chemin de guidage 30 est équipé de bras 31 de positionnement et de guidage transversal. Ces bras sont de préférence munis à leur extrémité d'un galet 32 prenant appui sur la surface 12 et roulant sur celle-ci pendant la progression de la machine. Ces bras sont rigides, et la course autorisée par leur mouvement élastique est extrêmement limitée, en fonction des tolérances possibles pour la distance d. Ce positionnement du chemin de guidage 30 à l'intérieur de l'ouvrage tubulaire 1 ou de la section de l'ouvrage tubulaire assure le positionnement de l'outil 50 par rapport à la surface à traiter, les bras 31 rectifiant éventuellement la trajectoire suivie par le chariot 20. Le porte-outil 40 qui circule le long du chemin de guidage se compose d'un châssis 42 muni de deux galets extérieurs 43 et d'un galet d'entraînement 44 intérieur en forme d'engrenage. Les galets extérieurs 43 roulent sur la surface extérieure 33 du chemin de guidage 30 alors que' le galet d'entraînement 44 engrène avec une crémaillère 32 réalisée le long du bord intérieur du chemin de guidage 30. Une position renversée serait également possible, bien que celle choisie ci-dessus présente de nombreux avantages. En effet, la réaction à la poussée de la buse 50, 51 est assurée par la surface de roulement et les galets 43 roulant sur cette surface ; cela correspond à des surfaces d'appui relativement importantes. Le positionnement du galet d'entraînement 44 à l'intérieur du chemin de guidage 30, éventuellement même en retrait à l'intérieur de ce chemin, protège le galet 44 et la crémaillère 32 contre les saletés, poussières, morceaux de matériaux et autres, détachés de la surface de l'ouvrage 1. Le galet d'entraînement 44 est entraîné par le moteur 41. La liaison entre l'outil 50 et le châssis 42 du porte-outil 40 est assurée par une articulation 45 commandée permettant à l'outil 50 d'effectuer un mouvement, par exemple un mouvement de balayage figuré par la flèche B. Ce mouvement de balayage est en fait un mouvement transversal par rapport au plan de la figure 3, de manière que l'outil 50 oscille autour de la trajectoire que décrirait l'outil 10 fixe par rapport au porte-outil 40 si celui-ci parcourait le chemin de guidage 30. La trajectoire du porte-outil 40 sur le chemin de guidage peut se faire sur toute la périphérie ; en général seule une partie de la surface 12 est à traiter, soit la partie supérieure, soit la partie inférieure, soit les parties latérales. Ces différentes zones d'action de l'outil de démolition 50 peuvent être limitées par des butées de fin de course prévues sur le chemin de guidage et commandant l'inversion du mouvement moteur 41 entraînant le porte-outil 40 par le galet 44. REVENDICATIONS 10) Machine pour la rénovation d'ouvrages d'art tubulaires tels que des égouts, pour enlever sélectivement la couche abîmée (béton abîmé) en vue d'effectuer un chemisage de l'ouvrage avec du produit neuf, machine caractérisée en ce qu'elle comprend A- un chariot (20) entraîné destiné à circuler dans l'ouvrage d'art (1) B- un chemin de guidage (30) monté sur le chariot (20) ayant un profil correspondant à la section de l'ouvrage (1), équipé de moyens de guidage et de positionnement transversal (31) du chemin (30) par rapport à l'ouvrage (1) C- un porte-outil (40) - monté sur le chemin de guidage (30) et se déplaçant suivant celui-ci, recevant l'outil (50) et comportant des moyens (45) pour déplacer l'outil (50) transversa lement à la trajectoire définie par le chemin de gui dage (30), D- un outil de traitement (50) - comportant au moins une buse formant un jet de fluide sous pression pour balayer la surface à traiter sui vant une trajectoire de balayage définie par le mouve ment de d'outil, par le mouvement du porte-outil sur son chemin de guidage et le mouvement du chariot. 20) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le chemin de guidage est parallèle à la section de l'ouvrage, diminué d'une distance correspondant à la longueur de l'outil et de son porte-outil. 30) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le porte-outil comporte des galets de guidage et d'entraînement s'appuyant sur le chemin de guidage pour conduire le porte-outil suivant une trajectoire définie par le chemin de guidage. 40) Machine selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le porte-outil comporte des galets de guidage roulant sur le chemin de guidage et un galet d'entraînement en forme d'engrenage et le chemin de guidage est muni d'un chemin de guidage lisse pour les galets du porte-outil ainsi que d'une crémaillère recevant l'engrenage du porte-outil. 50) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'outil comporte au moins une buse de pulvérisation d'un liquide à haute pression. 60) Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'outil est une buse oscillante ou une buse décrivant un cercle ou un arc de cercle. 70) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le chariot est un véhicule à chenilles. 80) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commande et d'entraînement du chariot, du porte-outil et de l'outil, sont mis en oeuvre par du fluide moteur fourni par une source de fluide sous pression et l'outil est alimenté séparément en fluide sous pression. 90) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble formé par le chariot, le chemin de guidage, le porte-outil et l'outil est démontable pour être mis en place et remonté à l'intérieur de l'ouvrage à traiter.