Brevet FR2735841A1 — publié le 19961227

L'invention se rapporte à un dispositif d'élargissement d'un forage pilote. De plus en plus souvent, pour enterrer des conduites dans le sol, au lieu d'ouvrir une tranchée destinée à loger la conduite, on préfère enterrer ces conduites selon le procédé dit du forage dirigé. Cela est notamment intéressant lorsqu'il faut installer une conduite sous la chaussée ou éventuellement sous un bâtiment. Egalement, cela évite d'évacuer les déblais, de refaire l'enrobé des trottoirs ou chaussées etc... Selon ce procédé, on réalise un forage pilote de diamètre moindre que le diamètre de la conduite à installer, en engageant progressivement un train de tiges selon une trajectoire prédéterminée, de sorte que l'on matérialise l'emplacement de la conduite à l'aide dudit train de tiges. Lorsque l'extrémité de ce train de tiges a atteint un point prédéterminé et accessible depuis la surface ou par un puit, on fixe à l'extrémité du train de tiges un dispositif d'élargissement du forage pilote et l'extrémité de la conduite à installer. Par traction sur ce train de tiges, on ramène ce dispositif d'élargissement vers l'entrée du forage et, en le ramenant, on élargit le forage et introduit dans celui-ci la conduite à installer. Avec les dispositifs d'élargissement connus à ce jour, le matériau situé à la périphérie du canal initialement foré n'est pas évacué mais, autant que nécessaire, est compressé pour, en même temps, compacter le milieu et constituer une sorte de tubage pour la conduite. Classiquement, un tel dispositif comprend - un trépan ayant une partie antérieure sensiblement cylindrique de révolution et une partie postérieure tronconique avec la petite base située vers l'arrière, la face avant du trépan étant quant à elle pourvue de dents et, - à l'arrière du trépan, un corps de compression destiné à comprimer le matériau dégagé par le trépan, ce corps étant sensiblement tronconique avec sa petite base tournée vers le trépan et sa grande base ayant une section légèrement supérieure à la section du trépan, de manière à provoquer un tassement du matériau dégagé et de celui environnant. Le trépan et le corps de compression sont mis en rotation directement par le train de tiges et, à cet effet, les moyens de fixation du train de tiges sur le dispositif permettent de lui communiquer le mouvement de rotation du train de tiges. Ce dispositif présente en outre des moyens de fixation démontable sur lui-même de la conduite. Au delà d'un diamètre prédéterminé de conduite, ces dispositifs ne conviennent plus. En effet, le volume de matériau dégagé par le trépan ne permet plus d'utiliser cette méthode. Il faut alors recourir à des méthodes plus coûteuses. Un des résultats que l'invention vise à obtenir est un dispositif d'élargissement d'un forage pilote qui remédie aux inconvénients évoqués ci-dessus et, notamment, qui convienne également pour des diamètres de conduites importants. A cet effet, l'invention se rapporte à un dispositif d'élargissement du type précité comprenant - un trépan, ayant une partie antérieure sensiblement cylindrique de révolution et une partie postérieure tronconique avec la petite base située vers l'arrière, la face avant du trépan étant quant à elle pourvue de dents, - à l'arrière du trépan, un corps de compression destiné à comprimer le matériau dégagé par le trépan, ce corps étant sensiblement tronconique avec sa petite base tournée vers le trépan, sa grande base ayant une section légèrement supérieure à la section du trépan de manière à provoquer un tassement du matériau et, - des moyens d'association sur le dispositif d'une conduite située en aval du corps de compression, ce dispositif étant notamment caractérisé en ce que, entre le corps de compression et la conduite à entraîner dans le forage, est intercalée une pièce creuse, d'enveloppe tronconique, dont la petite base présente des moyens de liaison avec l'extrémité arrière du corps de compression, - la petite base de cette pièce creuse ayant un diamètre inférieur au diamètre de la grande base du corps de compression, - la grande base de cette pièce ayant un diamètre au moins égal au diamètre correspondant du corps de compression et, - l'enveloppe de cette pièce creuse présentant des lumières permettant à une fraction du matériau dégagé par le trépan d'entrer à l'intérieur de la pièce creuse et de la conduite et d'être évacué postérieurement par nettoyage de ladite conduite. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : vue de profil, l'installation forage, - figure 2 : vue en coupe, la pièce creuse de cette installation, - figure 3 : vue en bout, la pièce creuse de la figure 2. En se reportant au dessin, on voit que pour installer une conduite enterrée 1 sans ouvrir une tranchée, on réalise préalablement un forage pilote permettant de matérialiser l'emplacement de la conduite à l'aide d'un train de tiges 2. Lorsque l'extrémité du train de tiges a atteint un point prédéterminé, accessible depuis la surface, par exemple par l'intermédiaire d'un puits, on fixe sur l'extrémité du train de tiges une tête 3 d'élargissement qui est ramenée vers l'entrée du forage pilote par traction sur le train de tiges 2. Cette tête 3 d'élargissement est destinée à amener le diamètre du forage à celui souhaité et à tracter la conduite 1 pour l'installer immédiatement derrière son passage. Classiquement, cette tête 3 d'élargissement comprend - un trépan 4 comprenant une partie antérieure 5 sensiblement cylindrique de révolution et une partie postérieure 6 tronconique, la petite base 7 étant située vers l'arrière, la face 8 avant du trépan étant quant à elle pourvue de dents 9, - à l'arrière du trépan 4, un corps 10 de compression destiné à comprimer le matériau dégagé par le trépan, ce corps 10 étant sensiblement tronconique avec sa petite base 11 tournée vers le trépan et sa grande base ayant une section légèrement supérieure à la section du trépan de manière à provoquer un tassement du matériau. Sur l'arrière de ce dispositif 3 d'élargissement, la conduite 1 à installer est associée de manière amovible par tout moyen connu, de manière à être tractée en même temps que le dispositif d'élargissement. Le dispositif 3 d'élargissement est bien entendu entraîné en rotation par l'intermédiaire du train de tiges, entraîné lui même par un moteur (non représenté) situé en surface. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, entre le corps 10 de compression et la conduite 1 à entraîner dans le forage, est intercalée une pièce creuse 13, d'enveloppe tronconique, dont la petite base 14 présente des moyens 15 de liaison avec l'extrémité arrière du corps 10 de compression, - la petite base 14 de cette pièce creuse a un diamètre inférieur au diamètre de la grande base du corps de compression, - la grande base de cette pièce a un diamètre au moins égal au diamètre correspondant du corps de compression et, - l'enveloppe de cette pièce creuse présente des lumières 16 permettant a une fraction du matériau dégagé par le trépan d'entrer à l'intérieur de la pièce creuse et de la conduite et d'être évacué postérieurement par nettoyage de la dite conduite. Ces lumières 16 sont oblongues et leur grand axe 16A est aligné sur une génératrice de l'enveloppe tronconique. Avantageusement, les bords 17 de ces lumières sont affûtés de manière à permettre une sorte de pelage partiel du forage. De préférence, le diamètre de la grande base de la pièce creuse est supérieur au diamètre de la grande base du corps de compression, de sorte que, outre l'évacuation partielle du matériau, cette pièce réalise également une compression. Les lumières sont régulièrement réparties autour de l'axe longitudinal de la pièce creuse. Les moyens 15 de liaison entre la tête de compression et la pièce creuse constituent une liaison tournante évitant que la conduite 1 soit entraînée en rotation avec le trépan 5 et le corps 10 de compression. On peut prévoir sur l'extrémité avant de la pièce creuse des ailettes 18. Par exemple, pour installer une conduite de quatre cents millimètres de diamètre, le trépan aura un diamètre de quatre cents millimètres, la section maximale du corps de compression, un diamètre de quatre cent quinze millimètres et le diamètre maximal de la pièce creuse sera de quatre cent cinquante millimètres. Avec cette pièce supplémentaire, on conserve les avantages des forages dirigés avec compression tout en évitant pour des grosses conduites de devoir faire appel à d'autres techniques. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'élargissement d'un forage pilote en vue notamment d'enterrer des conduites dans le sol pour mise en oeuvre d'un procédé selon lequel, on réalise un forage pilote de diamètre moindre que le diamètre de la conduite à installer, en engageant progressivement un train de tiges selon une trajectoire prédéterminée, de sorte que l'on matérialise l'emplacement de la conduite à l'aide dudit train de tiges et lorsque l'extrémité de ce train de tiges a atteint un point prédéterminé et accessible, on fixe à l'extrémité du train de tiges un dispositif d'élargissement du forage pilote et l'extrémité de la conduite à installer puis par traction sur ce train de tiges, on ramène ce dispositif d'élargissement vers l'entrée du forage et, en le ramenant, on élargit le forage et introduit dans celui-ci la conduite à installer, ce dispositif comprenant - un trépan (4) ayant une partie antérieure (5) sensiblement cylindrique de révolution et une partie postérieure (6) tronconique avec la petite base située vers l'arrière, la face avant du trépan étant quant à elle pourvue de dents (9) et, - à l'arrière du trépan , un corps (10) de compression destiné à comprimer le matériau dégagé par le trépan, ce corps étant sensiblement tronconique avec sa petite base tournée vers le trépan et sa grande base ayant une section légèrement supérieure à la section du trépan de manière à provoquer un tassement du matériau dégagé et de celui environnant, dans lequel dispositif, le trépan et le corps de compression sont mis en rotation directement par le train de tiges et à cet effet les moyens de fixation du train de tiges sur le dispositif permettent de lui communiquer le mouvement de rotation du train de tiges, ce dispositif, qui présente en outre des moyens de fixation démontable sur lui-même de la conduite, étant notamment caractérisé en ce que - entre le corps (10) de compression et la conduite (1) à entraîner dans le forage, est intercalée une pièce creuse (13), d'enveloppe tronconique, dont la petite base (14) présente des moyens (15) de liaison avec l'extrémité arrière du corps (10) de compression, - la petite base (14) de cette pièce creuse ayant un diamètre inférieur au diamètre de la grande base du corps de compression, - la grande base de cette pièce ayant un diamètre au moins égal au diamètre correspondant du corps de compression et, - l'enveloppe de cette pièce creuse présentant des lumières (16) permettant à une fraction du matériau dégagé par le trépan d'entrer à l'intérieur de la pièce creuse et de la conduite et d'être évacué postérieurement par nettoyage de ladite conduite. 2. Dispositif d'élargissement d'un forage pilote selon la revendication 1 caractérisé en ce que les lumières (16) sont oblongues et leur grand axe (16A) est aligné sur une génératrice de l'enveloppe tronconique. 3. Dispositif d'élargissement d'un forage pilote selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les bords (17) des lumières sont affûtés de manière à permettre une sorte de pelage partiel du forage. 4. Dispositif d'élargissement d'un forage pilote selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le diamètre de la grande base de la pièce creuse est supérieur au diamètre de la grande base du corps de compression. 5. Dispositif d'élargissement d'un forage pilote selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les lumières sont régulièrement réparties autour de l'axe longitudinal de la pièce creuse. 6. Dispositif d'élargissement d'un forage pilote selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens (15) de liaison entre la tête de compression et la pièce creuse constituent une liaison tournante. 7. Dispositif d'élargissement d'un forage pilote selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que l'extrémité avant de la pièce creuse comprend des ailettes (18).