Brevet FR2807226A1 — publié le 20011005

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la propulsion d'un câble ou analogue à l'intérieur d'une gaine. Elle tout particulièrement, quoique non exclusivement, appropriée à l'installation de câbles électriques ou optiques à l'intérieur de canalisations préalablement enfouies dans le sol. On connaît déjà, par exemple par les documents US-A-4 1 809, GB-A-2 171 218, US-A-4 941 774, GB-A-2 229 549, EP-A-0 767, -A-0 427 354, EP-A-0 467 463, EP-A-0 665 993, US-A-5 321, 92/17927 et WO 99/40660, des procédés et dispositifs permettant propulser un câble à l'intérieur d'une gaine au moyen d'un fluide sous pression introduit dans cette dernière et apte à pousser ou à tirer ledit câ- le câble pouvant être muni d'ailettes et/ou être accroché à une tête de traction formant piston à l'intérieur de la gaine. Par ailleurs, le fluide peut etre un liquide, tel que l'eau, ou un gaz, tel que l'air. Du fait que la technique de propulsion pneumatique à l'aide d'un sous pression est onéreuse et ne permet des installations de câble que sur des longueurs de gaine limitées, la technique de propulsion hydraulique courant de liquide est généralement préférée. Cette dernière technique permet des installations sur de grandes longueurs de gaine et est relative ment facile d'utilisation, et peu coûteuse. Ces avantages proviennent no tamment du fait que le câble flotte sur ou dans le courant de liquide, ce diminue les frottements du câble sur la paroi interne de la gaine et permet d'avancer celui-ci en douceur à l'intérieur de ladite gaine. Cependant, une telle propulsion par courant liquide nécessite de grandes quantités de liquide sous une pression élevée, pour autant que désire faire avancer le câble rapidement dans une gaine de grande longueur. effet, on comprend aisément que la vitesse avance du câ ble dans gaine est fonction du débit du liquide dans cette dernière et que les pertes de charge sont d'autant plus élevées que longueur de gaine à parcourir est plus grande. Par ailleurs, la propulsion par courant liquide présente l'inconvé nient supplémentaire que le câble, flottant généralement à surface dudit liquide, peut venir au contact de la paroi supérieure de la gaine, ce qui en gendre alors des forces de frottement, freinant l'avance du câble. La présente invention a pour objet de remédier ces inconvé nients. Elle concerne un procédé et un dispositif de propulsion par liquide permettant une propulsion de câble rapide à l'intérieur la gaine sans exiger un débit et une pression élevés pour ledit liquide, tout en évitant les frottements câble sur la paroi supérieure de la gaine. A cette fin, selon l'invention, le procédé pour propulser un câble ou analogue l'intérieur d'une gaine au moyen d'un courant d'un liquide sous pression, ledit câble et ledit liquide étant introduits l'une des ex trémités de ladite gaine, est remarquable en ce qu'on introduit de plus dans ladite gaine, à ladite extrémité de celle-ci, un flux sous pres sion et en ce la pression dudit gaz est supérieure à pression dudit liquide. Ainsi, gaz sous pression injecté dans la gaine remplit les parties de cette dernière laissées libres par le courant de liquide sous pression et par le câble assiste le liquide dans l'entraînement dudit cable. De plus, le gaz sous pression permet de limiter les forces de frottement du câble contre la paroi interne de la gaine. II permet donc de faire avancer le câble plus vite et plus loin pour un débit de liquide donné. Dans cas où, de façon usuelle, on augmente pression du li quide en fonction de la distance parcourue par ledit câble à l'intérieur de ladite gaine, afin de compenser les pertes de charge correspondantes, on fait sorte, selon la présente invention, que, pour chaque valeur de la pression du liquide, la pression du gaz soit égale à ladite valeur de pres sion liquide augmentée d'un surplus de pression constant. L'expérience a montré que, grâce à la présente invention, valeur maximale de la pression du liquide pour obtenir une propulsion satisfai sante etait au plus égale à 15 bars, pour un rapport de l'aire de section du cable sur l'aire de la section de la gaine (taux d'occupation) l'ordre de . Le surplus de pression constant peut alors être de l'ordre de 0,5 bar. présente invention concerne de plus un dispositif pour propulser un cable ou analogue à l'intérieur d'une gaine, comportant des premiers moyens pour introduire ledit câble à une des extrémités de ladite gaine et des deuxièmes moyens pour introduire un courant de liquide sous pression à ladite extrémité à la gaine pour propulser ledit câble. Selon l'invention, ce dispositif est alors remarquable en ce qu'il comporte des troisièmes moyens pour introduire un flux de gaz sous pression dans ladite gaine, à ladite extrémité de celle-ci. De préférence, par rapport au sens d'avance dudit câble, lesdits troisièmes moyens d'introduction du flux de gaz sous pression se trouvent en amont desdits deuxièmes moyens d'introduction du courant de liquide sous pression. Dans ce cas, il est avantageux que le dispositif comporte un moyen d'étanchéité antiretour disposé entre lesdits deuxièmes troi sièmes moyens, et susceptible d'être traversé par ledit flux de gaz sous pression, mais interdisant audit courant de liquide sous pression de di riger vers l'amont. De préférence, également, lesdits premiers moyens d'introduction du câble se trouvent en amont desdits deuxièmes et troisièmes moyens d'introduction du liquide et du gaz sous pression. II est alors avantageux que ledit moyen d'étanchéité antiretour soit du type joint hydraulique à haute pression labyrinthe, traversé par ledit câble. Dans un exemple de réalisation, ledit moyen d'étanchéité antiretour peut alors comporter un conduit dont le diamètre interne est légèrement supérieur au diamètre ex terne dudit câble de façon que celui-ci puisse passer à frottement doux travers ledit conduit, la paroi interne dudit conduit étant pourvue d'une pluralité gorges de diamètre supérieur au diamètre interne dudit conduit. figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent éléments semblables. figure 1 illustre, en coupe longitudinale schématique, le procède et le dispositif conformes à la présente invention. figure 2 est une coupe axiale d'un exemple de réalisation moyen etanchéité antiretour utilisé dans le dispositif conforme à la sente invention. dispositif 1, conforme à la présente invention et illustré sche- matiquement sur la figure 1, est destiné à propulser un câble ou un objet allongé analogue 2 à l'intérieur d'une gaine 3. câble 2 provient d'une réserve de câble 4, par exemple une bine, et son extraction (déroulement) de ladite réserve peut être assistee par un dispositif d'assistance d'entraînement 5. La gaine 3, par exemple enfouie dans le sol, est avantageusement réalisée en un polyéthylène à haute densité et sa paroi interne peut, façon connue, être rainurée et prélubrifiée pour présenter un faible coeffi cient, par exemple de l'ordre de 0,05. Eventuellement, une tête de traction 6, susceptible d'agir à la ma nière d'un piston à l'intérieur de la gaine 3, est attachée à l'extrémité libre, c'est-à-dire opposée à la réserve de câble 4, du câble 2. Le dispositif 1 comporte une boîtier 7 pourvu, à l'une ses ex trémités, d'un système de joint glissant connu 8 (par exemple type à joints à lèvres) et, à son autre extrémité, de moyens 9 de raccord étanche à une extrémité 10 de la gaine 3. Le câble 2 traverse le boîtier 7, en y pénétrant par le système de joint glissant 8 et en en sortant --pour pénétrer dans la gaine 3-- à travers les moyens de raccord étanche 9. En aval --par rapport au sens d'avance f du câble 2-- du système de joint glissant 8, le dispositif 1 comporte une entrée 11 pour un gaz sous pression, par exemple de l'air, symbolisé par une flèche 12. De plus, en aval de cette entrée 11, le dispositif 1 comporte une entrée 13 pour un liquide sous pression, par exemple de l'eau, symbolisé par une fleche 14. Par ailleurs, entre les entrées 11 et 13, est disposé dispositif d'étanchéité antiretour 15, traversé par le câble 2. Le dispositif 15 est susceptible d'être traversé par le gaz sous pression 12, mais interdit au liquide 14 de se diriger vers l'amont. On comprend qu'ainsi le gaz sous pression 12 forme un flux qui pénètre, conjointement avec le courant liquide formé par le liquide 14, dans ladite gaine 3 par l'extrémité 10 de celle-ci et à travers le raccord étanche 9. Ainsi, le câble 2 est avancé dans la gaine 3 par l'action conju guée du courant liquide 14 et du flux de gaz 12. Le dispositif d'assistance 5 aide le liquide 14 et le gaz 12 à pro pulser le câble 2 dans la gaine 3 lorsque la vitesse d'avance dudit câble est faible, par exemple inférieur à un seuil prédéterminé, mais est débrayé lorsque la vitesse d'avance est supérieur audit seuil. La pression Pa du gaz 12 est choisie supérieure à la pression Pw du liquide sous pression 14. Dans le cas où la distance L à parcourir par le câble 2 à l'intérieur de la gaine 3 est élevée (plusieurs centaines de mètres ou même plusieurs kilomètres), on est amené à augmenter progressivement la pression Pw du liquide en fonction de cette distance L. On augmente alors en consé quence la pression Pa du gaz 12 façon que celle-ci reste continuelle ment supérieure à la pression Pw. exemple, on peut faire en sorte que, quelle que soit la valeur de la pression Pw, la pression Pa soit égale à la valeur de Pw augmentée d'un surplus de pression constant dp. Lors d'essais du dispositif conforme à la présente invention, on a constaté que, pour un taux d'occupation de la gaine de l'ordre de 60% (le taux d'occupation est égal au rapport de la section du câble 2 et de la section de la gaine 3 ) , la valeur de la pression Pw du liquide n'avait pas à dépasser 15 bars pour obtenir une vitesse d'avance satisfaisante pour le câble 2, même pour des distances L élevées. Le surplus de pression cons tant dp peut alors être de l'ordre de 0,5 bar. Le mode de réalisation du dispositif d'étanchéité antiretour 15 montré par la figure 2 est du type joint hydraulique labyrinthe à haute pression. II comporte un conduit interne 16, dont le diamètre d16 est légè rement supérieur au diamètre externe d2 du câble 2 qui le traverse. Ainsi, ledit câble 2 peut passer à frottement doux à travers le conduit interne 16. Par ailleurs, la paroi interne 17 du conduit 16 est pourvue d'une plura lité de gorges 18, dont le diamètre 8 est supérieur au diamètre interne d16 du conduit 16. Puisque, d'une part, l'extrémité amont 19 --extrémité gauche sur la figure 2-- du conduit 16 est soumise à la pression Pa du flux de gaz 12, alors que l'extrémité aval 20 --extremité droite sur ladite figure-- dudit conduit 16 est soumise à la pression Pw du courant de liquide 13 et, d'au tre part, la pression Pa est supérieure à la pression Pw, le gaz 12 peut s'écouler vers l'aval en passant dans les espaces entre le câble 2 et la pa roi 17, tout en créant, dans ces derniers espaces et dans les gorges 18, des poches de pression interdisant au liquide 14 de remonter vers l'amont. REVENDICATIONS 1. Procédé pour propulser un câble (2) ou analogue à l'intérieur d'une gaine (3) au moyen d'un courant d'un liquide sous pression (14), ledit câble et ledit liquide étant introduits à l'une des extrémités (10) de ladite gaine (3), caractérisé en ce qu'on introduit de plus dans ladite gaine (3), à ladite ex trémité (10) de celle-ci, un flux de gaz sous pression (12) et en ce que la pression (Pa) dudit gaz est supérieure à la pression (Pw) dudit liquide. 2. Procédé selon la revendication 1, selon lequel on augmente la pression (Pw) du liquide en fonction de la distance (L) parcourue par ledit câble (2) à l'intérieur ladite gaine (3), caractérisé en ce pour chaque valeur de la pression (Pw) du liquide, la pression (Pa) gaz est égale à ladite valeur de la pression du liquide augmentée d'un surplus de pression constant (dp). 3. Procède selon la revendication 2, caractérisé en ce valeur maximale de la pression (Pw) du liquide est au plus égale à 1 bars pour un taux d'occupation de ladite gaine de l'or dre de 60%. 4. Procède selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce ledit surplus de pression constant (dp) est de l'ordre de 0,5 bar. 5. Dispositif pour propulser un câble (2) ou analogue à l'inté rieur d'une gaine comportant des premiers moyens (5, 8) pour intro duire ledit câble une des extrémités (10) de ladite gaine et des deuxièmes moyens pour introduire un courant de liquide sous pres sion (14) à ladite extrémité (10) à la gaine (3) pour propulser ledit câble (2), caractérisé en ce qu'il comporte des troisièmes moyens (11) pour intro duire un flux de gaz sous pression (12) dans ladite gaine (3), à ladite ex trémité (10) de celle-ci. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, par rapport au sens d'avance (f) dudit câble, lesdits troisièmes moyens (11) d'introduction du flux de gaz sous pression (12) se trouvent en amont desdits deuxièmes moyens (13) d'introduction du courant de liquide sous pression (14). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'étanchéité antiretour (15) disposé entre lesdits deuxièmes (13) et troisièmes (11) moyens, sus ceptible d'être traversé par ledit flux de gaz sous pression (12) mais inter disant audit courant de liquide sous pression (14) de se diriger vers l'amont. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens (5, 8) d'introduction câ ble se trouvent en amont desdits deuxièmes (13) et troisièmes (1 1) moyens d'introduction du liquide (14) et du gaz sous pression (12). 9. Dispositif selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que ledit moyen d'étanchéité antiretour (15) est type joint hydraulique à haute pression labyrinthe, traversé par ledit câble 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit moyen d'étanchéité antiretour (15) comporte un conduit (16) dont le diamètre interne (d16) est légèrement supérieur au diamètre externe (d2) dudit câble (2) de façon que celui-ci puisse passer à frottement doux à travers ledit conduit, la paroi interne (17) dudit conduit étant pourvue d'une pluralité de gorges (18) de diamètre (d18) supérieur au diamètre interne (d16) dudit conduit (16).