Brevet FR2850987A1 — publié le 20040813

i 15 Engin amphibie de travaux publics La présente invention concerne un engin amphibie de travaux publics, notamment pour la pose d'éléments ou la réalisation de travaux en milieu aqueux. 20 Elle concerne plus particulièrement un engin amphibie du type comprenant au moins un bras de charge ou porte-outil pouvant être animé en monte et baisse et en rotation sur une tourelle portée par un train roulant, de préférence à 25 chenilles, capable de fonctionner en immersion, cette tourelle étant surmontée d'une cabine de pilotage du bras et du train roulant. De tels engins amphibies se sont développés ces dernières 30 années, notamment pour réaliser des travaux sur des fonds marins qui s'étendent entre le rivage et une plate-forme en mer. Généralement, pour effectuer de tels travaux, tels que la pose de pipelines semi-enterrés dans des fonds marins, les opérateurs ont recours à des barges à partir desquelles 35 ils opèrent. Toutefois, ces barges nécessitent de disposer d'un certain niveau d'eau. En conséquence, lorsque les pipelines doivent être posés très près du rivage, l'utilisation de barges doit être exclue. Pour résoudre ce problème, il a donc été imaginé des engins amphibies de 5 travaux publics. Ces engins comprennent un train roulant, généralement chenillé surmonté d'une tourelle portant un bras de charge ou porte-outil d'une part et une cabine de pilotage d'autre part. L'opérateur, situé à l'intérieur de la cabine, commande les déplacements monte et baisse du 10 bras porte-outil de la tourelle et du train roulant. Pour permettre la réalisation de travaux sur les premiers mètres séparant la plage de la plate-forme en mer, la cabine de pilotage est montée sur une plate-forme susceptible d'être positionnée éloignée de la tourelle. A cet effet, il est 15 prévu un mât constitué de tronçons s'étendant entre la tourelle et la plate-forme portant la cabine de pilotage. En fonction de la profondeur à laquelle les travaux doivent être effectués, le mât est pourvu d'un nombre de tronçons déterminé. Cette solution présente toutefois un certain 20 nombre d'inconvénients. Le fait de disposer d'un mât de hauteur certes ajustable mais prédéterminée une fois les sections de mât assemblées oblige à choisir une hauteur de mât correspondant à la profondeur de travail la plus importante. En effet, généralement, un tel engin progresse 25 depuis la plage en direction de la plate-forme en mer. De ce fait, au départ, la cabine est largement audessus du niveau de l'eau. Plus l'engin pénètre dans l'eau, plus la cabine se rapproche de la surface de l'eau. La hauteur du mât est donc choisie de manière telle qu'à aucun moment, la 30 cabine ne soit immergée. Le fait de disposer d'un mât de hauteur prédéterminée ne permet pas d'ajuster la position de la cabine par rapport à la surface de l'eau. De ce fait, la cabine, lorsque l'engin se rapproche de la plage, offre une prise au vent importante. Enfin, en cas d'incident tel 35 que la présence d'une cuvette non prévue dans les fonds marins parcourus par l'1engin, le conducteur de l'1engin ne dispose d'aucune solution pour modifier la position de la cabine. Un but de la présente invention est donc de proposer un engin amphibie de travaux publics dont la conception autorise à tout moment une adaptation de la position de la cabine par rapport notamment à la surface de l'eau. A cet effet, l'invention a pour objet un engin amphibie de travaux publics, notamment pour la pose d'éléments ou la réalisation de travaux en milieu aqueux, du type comprenant au moins un bras de charge ou porteoutil pouvant être animé en monte et baisse et en rotation sur une tourelle 15 portée par un train roulant, de préférence à chenilles, capable de fonctionner en immersion, cette tourelle étant surmontée d'une cabine de pilotage du bras et du train roulant, caractérisé en ce que la cabine de pilotage est montée sur une plate-forme équipée d'un groupe moteur 20 thermique, cette plate-forme étant susceptible d'être éloignée ou rapprochée de la tourelle par l'intermédiaire d'un dispositif d'élévation commandé depuis la cabine de pilotage de manière à maintenir cabine et groupe thermique hors d'eau pendant les travaux. 25 Grâce à la présence du dispositif d'élévation commandé depuis la cabine de pilotage, la plate-forme portant la cabine de pilotage et le groupe moteur thermique peut être ajustée en position de manière continue et en temps réel 30 par rapport à la surface de l'eau. On limite ainsi la prise au vent d'un tel ensemble lorsque ce dernier est positionné au voisinage de la plage. Il devient également aisé, au moyen d'un tel engin, de passer d'un déplacement en mer à un déplacement terrestre, le dispositif d'élévation amenant 35 alors la cabine de pilotage au plus proche de la tourelle de l'engin. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue schématique de côté d'un engin amphibie de travaux publics conforme à l'invention la figure 2 représente une vue schématique trois quart avant de l'engin de la figure 1 et la figure 3 représente une vue de face de l'engin de 15 la figure 1. Comme mentionné ci-dessus, l'engin 1 amphibie, objet de l'invention, est destiné plus particulièrement à la réalisation de travaux publics, en particulier sur les 20 fonds marins. Un tel engin permet notamment la pose d'éléments, tels que des tronçons de pipelines, dans les portions de fonds marins séparant par exemple une plage ou les bords du rivage d'une plate-forme en mer. Un tel engin permet également la réalisation de tout type de travaux en 25 milieu aqueux en fonction des outils équipant un tel engin 1. Cet engin 1 est apte à se déplacer à la fois sur des fonds marins ou sur une surface terrestre de telle sorte qu'un tel engin est polyvalent. De manière en soi connue, cet engin 1 comprend au moins un bras 2 de charge ou porte-outil 3 pouvant être animé en monte et baisse et en rotation sur une tourelle 4 portée par un train 5 roulant, de préférence à chenilles, capable de fonctionner en immersion. Dans les exemples représentés, 35 ce bras 2 porte-outil 3 est constitué d'une flèche dont une extrémité est reliée de manière articulée à la tourelle 4 tandis que son autre extrémité est reliée à un balancier. Des vérins de levage s'étendant entre tourelle et flèche permettent la montée ou la descente de la flèche. Un vérin 5 est également interposé entre flèche et balancier pour permettre l'ouverture ou la fermeture du balancier. Ce balancier est lui-même équipé de vérins, dits vérins de cavage, autorisant un déplacement de l'outil 3 disposé à l'extrémité du balancier. Cet outil 3 peut être constitué 10 d'un godet, d'une pince, d'un marteau brise-roche ou autre en fonction des travaux à réaliser. La tourelle 4, qui porte l'ensemble de ce bras 2, est surmontée d'une cabine 6 de pilotage du bras 2 et du train 15 5 roulant. De manière caractéristique à l'invention, cette cabine 6 de pilotage est montée sur une plate-forme 7 équipée d'un groupe moteur thermique 8. Cette plateforme 7 est susceptible d'être éloignée ou rapprochée de la tourelle 4 par l'intermédiaire d'un dispositif 9 20 d'élévation commandé depuis la cabine 6 de pilotage de manière d'une part à maintenir cabine 6 et groupe thermique 8 hors d'eau pendant les travaux, d'autre part à la positionner en temps réel et en continu au voisinage de la surface de l'eau. Cette plate-forme 7 support de la cabine 25 6 de pilotage est une plate-forme généralement réalisée en aluminium qui porte l'ensemble des éléments de commande de l'engin. La cabine 6 de pilotage est équipée de l'ensemble des organes de commande tels que levier de commande, ordinateur de bord nécessaires au pilotage de l'engin. 30 Cette cabine de pilotage incorpore notamment l'ensemble des moyens de visualisation des travaux effectués par le bras 2, cette visualisation étant possible grâce à la présence de capteurs positionnés en un grand nombre d'emplacements de l'engin. L'opérateur peut donc, à partir de cette cabine 35 6, commander à la fois les déplacements de la tourelle 4, du bras 2, du train roulant 5 et du dispositif 9 d'élévation. Le groupe moteur thermique 8 entraîne quant à lui deux pompes, l'une à cylindrée variable qui est constituée d'une pompe double corps, l'autre de pilotage à 5 cylindrée fixe. La pompe de pilotage produit une basse pression d'environ 40 bars tandis que la pompe double corps produit une haute pression. L'ensemble de ce circuit est refroidi par un radiateur placé à une extrémité du moteur. Il est également prévu deux batteries de 24 Volts assurant 10 l'alimentation de la machine. L'engin dispose également de deux réservoirs à huile et à gazole. Un système de vases communicant pour les réservoirs à gazole assure le relais lorsque le réservoir principal se vide. Seul le réservoir secondaire repose sur la plate-forme. Une telle plate-forme 15 7 porte également un compresseur et sa bombonne qui servent à alimenter entre autres les outils 3 lorsqu'il s'agit d'un marteau brise- roche. La communication entre le réservoir à carburant du bas et celui du haut est réalisé par le compresseur d'air de la plate-forme supérieure. Il 20 pressurise le réservoir et fait remonter le fuel du réservoir d'en bas vers le réservoir du haut. Ce compresseur se recharge automatiquement dès que la pression de sa bombonne descend au-dessous de 7 bars. Cette plateforme porte encore une centrale de graissage qui gère à 25 elle seule la lubrification de l'ensemble de l'engin. Chaque point de rotation est ainsi graissé en permanence par injection d'une quantité prédéterminée de graisse garantissant une longévité du système. La tourelle 4 est quant à elle équipée d'au moins un distributeur 10 hydraulique alimenté depuis la cabine 6 de pilotage pour la commande de la rotation de la tourelle 4 et la commande de monte et baisse du dispositif 9 d'élévation. Cette tourelle 4 incorpore notamment une 35 plate-forme sur laquelle est fixée, de manière fixe ou mobile, une partie du dispositif 9 d'élévation. Cette plate-forme de la tourelle 4 porte encore le réservoir à gazole principal et un contrepoids 11 pour compenser le porte-à-faux du bras 2 de travail. Comme l'illustrent les figures, le dispositif 9 d'élévation est un dispositif de type ciseau(x) s'étendant entre tourelle 4 et plate-forme 7 de la cabine 6 de pilotage. Le ou les ciseau(x) sont organisé(s) pour occuper notamment 10 deux positions extrêmes, l'une de faible encombrement dans laquelle la cabine 6 de pilotage est située au voisinage de la tourelle 4, comme l'illustre la figure 2, l'autre d'extension, représentée à la figure 1, dans laquelle la cabine 6 de pilotage en élévation est éloignée de ladite 15 tourelle 4 pour la réalisation de travaux et permettre ainsi à l'ensemble supporté par la plate-forme 7 d'être maintenu hors d'eau. Du fait de la présence de ce dispositif 9 d'élévation à ciseaux, l'engin peut être indifféremment utilisé en tant qu'engin terrestre ou 20 amphibie pour la réalisation de travaux dans un milieu aqueux. Dans l'exemple représenté, le dispositif 9 d'élévation est constitué de deux ciseaux couplés par leur extrémité 9A de branche. Les extrémités 9B, 9C de branches de ciseaux opposées à celles 9A couplées entre elles sont 25 reliées pour l'un des ciseaux à la plate-forme 7 support de la cabine 6 de pilotage et pour un autre ciseau à la tourelle 4. Ces extrémités 9B, 9C de branches desdits ciseaux sont à chaque fois reliées, l'une représentée en 9B de manière fixe en translation, l'autre représentée en 9C 30 de manière à pouvoir être déplacée en translation suivant un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de la tourelle 4. Par une liaison fixe en translation, on entend une liaison articulée o le point d'articulation est stationnaire. Ainsi, les extrémités 9B de ciseaux sont 35 reliées respectivement, pour le ciseau supérieur, à la plate-forme 7 et pour le ciseau le plus inférieur, à la plate-forme de la tourelle 4 par l'intermédiaire d'une liaison pivot. L'extrémité 9C des ciseaux situés du même côté des branches que l'extrémité 9B est quant à elle 5 déplaçable à l'intérieur d'une glissière disposée respectivement pour la plate-forme 7 support de la cabine de pilotage en dessous de ladite plate-forme et pour la tourelle 4 sur la plate-forme de ladite tourelle. Il doit être noté que ces glissières sont situées à l'aplomb de la 10 cabine 6 de pilotage tandis que les liaisons à pivot fixes en translation des ciseaux sont disposées sensiblement à l'aplomb du groupe thermique 8. Les ciseaux sont mus en déplacement par l'intermédiaire de vérins simple effet. Ces ciseaux sont obtenus par assemblage d'éléments tubulaires. 15 Le dispositif 9 d'élévation à ciseaux permet de maintenir un déplacement vertical du centre de gravité de la plateforme supérieure portant la cabine 6 de pilotage. Les vérins assurant le déplacement des ciseaux sont situés entre la plate-forme de la tourelle 4 et le point 20 d'articulation des branches du ciseau supérieur. Comme les vérins sont simple effet, la charge se situant sur la plate-forme 7 devient menante et permet une rétraction des vérins. Pour parfaire la sécurité de l'ensemble, la plate-forme 7 support de la cabine 6 de pilotage est équipée d'une pompe hydraulique manuelle apte à faire fonctionner la levée du bras 2 et/ou l'élévation du dispositif 9 d'élévation. La présence de cette pompe permet de pallier tout incident 30 technique. Par ailleurs, cette plate-forme est équipée d'un garde- corps autorisant l'opérateur à sortir de sa cabine, y compris lorsque l'engin se déplace sur des fonds marins et d'une corde pour permettre une évacuation rapide de la plate-forme 7. Le déplacement de l'engin est effectué par l'intermédiaire d'un train 5 roulant chenillé. Ce train 5 roulant de l'engin comporte, de part et d'autre de trains 5A principaux chenillés de propulsion de l'engin, des trains 5 5B chenillés complémentaires reliés aux trains 5A principaux par l'intermédiaire de parallélogrammes 12 déformables. Ces trains 5B chenillés complémentaires constituent des moyens d'appui complémentaires anti-dévers lorsque les outils 3 de l'engin sont en fonction. Ces 10 trains 5B chenillés complémentaires sont à entraînement libre. En d'autres termes, leur entraînement est assuré par friction au sol des chenilles. La déformation des parallélogrammes 12 est obtenue par l'intermédiaire de vérins. Les circuits hydrauliques alimentant de tels vérins 15 comportent également des dispositifs d'amortissement de type accumulateur à membrane qui autorisent un effacement des trains de chenilles complémentaires lors de la rencontre d'obstacles due au profil du terrain. En cas de panne, un système de vanne permet de déverrouiller le 20 circuit d'entraînement en déplacement des trains chenillés de manière à rendre l'engin tractable. Pour permettre la polyvalence d'un tel engin, à savoir son utilisation à la fois sur des fonds marins et sur terre, la 25 cabine 6 est montée amovible sur la plate-forme 7 support pour abaisser la hauteur hors tout de l'engin et permettre un déplacement terrestre de l'engin 1 lorsque l'infrastructure l'exige. Dans ce cas, la cabine 6 est transférable sur une plate-forme (non représentée) de 30 transport couplable à la tourelle 4. Un tel engin est donc adapté à la fois à des travaux terrestres et sousmarins. Il peut travailler jusqu'à une profondeur voisine de 8 à 10 mètres. En position repliée, 35 la cabine 6, comparée à un engin terrestre de l'état de la technique, est située à un niveau supérieur d'environ 1 mètre par rapport à un niveau normal. Lorsque l'engin n'effectue que des travaux terrestres, le dispositif d'élévation de la plate-forme est, pour des raisons de sécurité, verrouillé. En conclusion, un tel engin assure un confort maximal à l'opérateur. Il lui permet de superviser l'ensemble des travaux à réaliser tout en s'adaptant parfaitement à la 10 profondeur des fonds marins et en positionnant toujours la cabine au plus près de la surface du milieu aqueux à l'intérieur duquel les travaux doivent être effectués. Ainsi, la cabine peut suivre parfaitement les variations du niveau des fonds marins. Du fait de la conception d'un tel 15 engin, cet engin offre une grande stabilité et ne présente plus les problèmes de couples qui s'exercent sur une plateforme pendant les travaux, en particulier lorsque les travaux s'opèrent à partir d'une barge. il REVENDICATIONS 1. Engin (1) amphibie de travaux publics, notamment pour la pose d'éléments ou la réalisation de travaux en milieu 5 aqueux, du type comprenant au moins un bras (2) de charge ou porte-outil (3) pouvant être animé en monte et baisse et en rotation sur une tourelle (4) portée par un train (5) roulant, de préférence à chenilles, capable de fonctionner en immersion, cette tourelle (4) étant surmontée d'une 10 cabine (6) de pilotage du bras (2) et du train (5) roulant, cette cabine (6) de pilotage étant montée sur une plateforme (7) équipée d'un groupe moteur thermique (8), cette plate-forme (7) étant susceptible d'être éloignée ou rapprochée de la tourelle (4) par l'intermédiaire d'un 15 dispositif (9) d'élévation commandé depuis la cabine (6) de pilotage de manière à maintenir cabine (6) et groupe thermique (8) hors d'eau pendant les travaux, caractérisé en ce que la cabine (6) est montée amovible sur sa plate-forme (7) support et est transférable sur une 20 plate-forme de transport couplable à la tourelle (4) pour abaisser la hauteur hors tout de l'engin et permettre un déplacement terrestre de l'engin (1) lorsque l'infrastructure l'exige. 2. Engin (1) amphibie de travaux publics selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tourelle (4) est équipée d'un distributeur (10) hydraulique alimenté depuis la cabine (6) de pilotage au moins pour la commande de la rotation de la 30 tourelle (4) et la commande de monte et baisse du dispositif (9) d'élévation. 3. Engin (1) amphibie de travaux publics selon l'une des revendications l et 2, caractérisé en ce que le dispositif (9) d'élévation est un dispositif de type ciseau(x) s'étendant entre tourelle (4) et plate-forme (7) de la cabine (6) de pilotage, le ou les ciseau(s) étant organisé(s) pour occuper notamment deux positions extrêmes, l'une de faible encombrement dans 5 laquelle la cabine (6) de pilotage est située au voisinage de la tourelle (4), l'autre d'extension dans laquelle la cabine (6) de pilotage en élévation est éloignée de ladite tourelle (4) pour la réalisation de travaux. 4. Engin (1) amphibie de travaux publics selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif (9) d'élévation est du type à au moins deux ciseaux couplés par leurs extrémités (9A) de branches, les extrémités (9B, 9C) de branches de 15 ciseaux opposées à celles (9A) couplées entre elles étant reliées pour l'un des ciseaux à la plate-forme (7) support de la cabine (6) de pilotage, pour un autre ciseau à la tourelle (4), ces extrémités (9B, 9C) de branches desdits ciseaux étant à chaque fois reliées, l'une (9B) de manière 20 fixe en translation, l'autre (9C) de manière à pouvoir être déplacée en translation suivant un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de la tourelle (4). 5. Engin (1) amphibie de travaux publics selon l'une des 25 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tourelle (4) est équipée d'un contrepoids (11) pour compenser le porte-à-faux du bras (2) de travail. 6. Engin (1) amphibie de travaux publics selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le train (5) roulant de l'engin comporte, de part et d'autre des trains (5A) principaux chenillés de propulsion de l'engin, des trains (5B) 35 chenillés complémentaires reliés aux trains (5A) principaux par l'intermédiaire de parallélogrammes (12) déformables pour constituer des moyens d'appui complémentaires antidévers lorsque les outils (3) de l'engin sont en fonction. 7. Engin (1) amphibie de travaux publics selon la revendication 6, caractérisé en ce que les trains (5B) chenillés complémentaires sont à entraînement libre. 8. Engin (1) amphibie de travaux publics selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la plate-forme (7) support de la cabine (6) de pilotage est équipée d'une pompe hydraulique manuelle apte à faire fonctionner la levée du bras (2) 15 et/ou l'élévation du dispositif (9) d'élévation.