Brevet FR2850596A1 — publié le 20040806

La présente invention concerne un équipement portatif de découpe thermique d'encombrement réduit et de faible poids, utilisable dans des conditions d'intervention extrêmes tant à l'atmosphère que sous l'eau. La découpe thermique de divers matériaux, tel les métaux ferreux, est bien connue et il existe actuellement des équipements de coupage thermique industriels aptes à être utilisés à cette fin. Ainsi, le document EP-A-1113222 décrit un chalumeau oxy-acétylènique comportant un moyen unique de commande de l'envoi du gaz combustible et du gaz comburant vers la buse et de l'allumage du mélange gazeux ainsi obtenu. Si ce type de chalumeau est parfaitement adapté à une utilisation en milieu industriel, il n'est pas pratique à utiliser dans des conditions extrêmes, en particulier sur les lieux 15 d'intervention o une découpe doit être réalisée très rapidement pour répondre à une situation donnée exceptionnelle et présentant un caractère d'urgence, par exemple pour découper instantanément une carrosserie de véhicule sur le lieu d'un accident de manière à pouvoir dégager des personnes accidentées ou alors pour découper une porte étanche ou une paroi ou coque de navire en cas d'accident maritime... 2 0 De plus, ce type de chalumeau ne fonctionne souvent pas ou mal en milieu humide, en particulier il ne peut pas fonctionner correctement sous l'eau. On connaît par ailleurs d'autres équipements de coupage thermique mais ceux-ci présentent généralement l'inconvénient d'être lourds ou encombrants, c'est-à-dire peu pratique à être utilisés dans des situations extrêmes par des équipes d'intervention rapide, 2 5 telles des équipes de l'armée, de la police ou de la gendarmerie, des services de sécurité ou analogues. Le but de la présente invention est alors de proposer un équipement portatif de découpe thermique d'encombrement réduit et de faible poids, utilisable dans des conditions d'intervention extrêmes tant à l'atmosphère que sous l"eau, en particulier d'utilisation aisée 30 par des équipes d'intervention rapide en vue notamment du découpage de tout matériel notamment en acier, par exemple des grilles, câbles, barreaux, serrures, chaînes, portes étanches ou blindées, carrosseries de véhicules, coque de navires ou de sous-marins.... La solution de l'invention est alors un équipement portatif de découpe thermique comprenant: - une source de gaz contenant un gaz comburant sous pression, - des moyens de détente agencés en aval de ladite source de gaz aptes à détendre le gaz sortant de la source de gaz, - un conduit d'acheminement de gaz raccordé, en amont, aux moyens de détente et, en aval, à une poignée de manipulation de manière à acheminer le gaz détendu par lesdits 10 moyens de détente jusqu'à ladite poignée de manipulation, une poignée de manipulation comprenant un corps conformé de manière à être manipulable par un opérateur, ledit corps étant muni de moyens de fixation d'électrode aptes à recevoir une électrode et portant, en outre, une gâchette d'envoi de gaz, actionnable par l'opérateur, pour autoriser le passage du gaz depuis le conduit d'acheminement de gaz vers 15 le corps de poignée, et - des moyens d'alimentation en courant électrique comprenant un premier câble électrique se raccordant, par l'une de ses extrémités, au corps de poignée de manière à pouvoir alimenter en courant électrique l'électrode fusible, lorsqu'elle est retenue par les moyens de fixation d'électrode. 2 0 Selon le cas, l'équipement de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes: - il comporte une source de courant électrique, de préférence une ou plusieurs batteries rechargeables ou à usage unique. - la source de courant électrique est raccordée au premier câble alimentant 2 5 l'électrode et à un deuxième câble destiné à être relié au matériau à découper thermiquement. - les moyens de détente comprennent ou sont constitués d'un détendeur de gaz. - la source de gaz est au moins une bouteille d'oxygène sous pression. - la poignée de manipulation porte une électrode oblongue creuse. - la source de gaz équipée des moyens de détente et la source de courant électrique sont insérées dans un harnais de portage. - le premier câble électrique et le conduit d'acheminement de gaz sont contenus, au moins en partie, dans une gaine protectrice commune de protection anti-feu. - le détendeur de gaz est monté sur le col de la bouteille et/ou est, de préférence, protégé par un capotage de protection. - il a un poids total inférieur à 20 kg, de préférence inférieur à 17 kg. L'invention concerne aussi l'utilisation d'un tel équipement dans une opération de découpage thermique d'un matériau, en particulier d'un métal ou alliage métallique. L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante d'un mode de réalisation d'un équipement selon l'invention, faite en références aux figures annexées. Les Figures 1 et 2 représentent un équipement portatif de découpe thermique selon l'invention. Cet équipement se compose d'une bouteille d'oxygène 5 d'une contenance de 1.5 à 11 litres (poids de 3 à environ 7 kg) conditionné à une pression de 200 bars ou plus, sur le col de laquelle est monté un détendeur 6 de gaz apte à détendre le gaz sortant de la bouteille jusqu'à une pression d'utilisation comprise entre environ 3 et 7 bars pour une utilisation à l'atmosphère ou à une pression d'environ 7 à 10 bars pour une utilisation sub-aquatique 2 o pour passer d'un cas à l'autre, il suffit de changer le ressort du détendeur 6. Le détendeur 6 est relié à une poignée 1 de manipulation via un conduit d'acheminement 3 de gaz raccordé, par son extrémité amont, audit détendeur 6 et, par son extrémité aval, à ladite poignée de manipulation 1. La poignée de manipulation 1 comprenant un corps conformé de manière à être 25 manipulable par un opérateur, c'est-à-dire que le corps de poignée comprend une partie 14 dont les dimensions correspondent approximativement à celles d'une main d'adulte. Le corps de poignée 1 est muni de moyens de fixation d'électrode 9, telle une molette de serrae, aptes à recevoir et fixer une électrode creuse 2. A titre d'exemple, on peut utiliser une électrode 2 creuse de diamètre externe de 3 0 9 mm, comportant sur sa circonférence intérieure 7 tiges métallique pleines de 2.5 mm autorisant un passage libre central de 3 mm par lequel chemine l'oxygène apporté par le conduit de gaz. Autrement dit, l'oxygène amené par le conduit de gaz traverse le corps de poignée puis acheminé à l'intérieur de l'électrode creuse jusqu'à son extrémité libre, c'est-àdire l'extrémité de l'électrode située en regard de la pièce ou structure à découper. Le corps de poignée l comprend aussi une gâchette 4 d'envoi de gaz, actionnable par l'opérateur par pression manuelle ou digitale, pour autoriser le passage du gaz depuis le conduit d'acheminement de gaz 3 vers le corps de poignée 1, et donc vers l'intérieur de l'électrode 2 creuse. L'équipement comprend aussi des moyens d'alimentation en courant électrique, tels 10 une batterie 10 sur laquelle vient se raccorder, au pôle (+), un premier câble électrique 7 servant à alimenter en courant électrique l'électrode et au pôle (-), un second câble électrique 8 relié à la pièce ou structure à découper. L'électricité fournie par la batterie 10 est nécessaire uniquement à l'amorçage, c'està-dire pour l'allumage d'une étincelle à l'extrémité libre de l'électrode 2 de manière à initier le 15 début du processus de coupage thermique. L'électrode ou baguette de soudage 2 rentre dans une bague de la poignée 1, qui présente plusieurs fentes, par exemple 4 fentes longitudinales sur 1/3 de sa hauteur, et s'emboîte dans un logement ou un système de réception adapté de la poignée, et une molette de serrage 9 permet de bloquer et comprimer par serrage la bague à fentes sur la 2 o baguette 2, ce qui crée aussi la continuité de contact électrique avec le premier câble 7. L'extrémité libre de la baguette 2 de soudage est alors alimentée en courant électrique et l'amorçage peut se faire par contact de l'extrémité libre de l'électrode avec le métal à découper, puisque la batterie 10 est reliée audit métal par l'intermédiaire du second câble électrique 8 dont l'extrémité est munie par exemple d'une plaque 12 en cuivre 2 5 permettant de faire la masse, laquelle est appuyée sur la pièce métallique pour l'amorçage, par exemple une plaque de cuivre de l l cm de côté et 0.5 cm d'épaisseur. Une fois l'amorçage obtenu, l'opérateur comprime la gâchette 4 de la poignée pour libérer l'oxygène qui est alors envoyé jusqu'à l'extrémité libre de l'électrode en cheminant à l'intérieur de celle-ci. Ensuite, l'opérateur peut arrêter d'appliquer la plaque 12 de masse en cuivre sur la tôle car le processus étant lancé, la combustion du métal se fera uniquement grâce au jet d'oxygène sous pression. Durant une opération de découpe, la chaleur dégagée à l'extrémité de l'électrode 2 est telle provoque une fusion progressive non seulement de la tôle à couper mais aussi inévitablement de l'électrode 2 elle-même qui devra donc être remplacée dès que son usure sera trop importante. La source de courant 10 peut être une batterie rechargeable ou alors à usage unique, par exemple une batterie délivrant un courant de 12 volts et d'un poids de 6 kg. De préférence, le premier câble électrique 8 et le conduit d'acheminement 3 de gaz sont contenus, au moins en partie, dans une gaine protectrice commune 13, de préférence en une matière ignifugée, ce qui permet, d'une part, de les protéger contre les dégradations et, d'autre part, de réduire leur encombrement. Les câbles électriques 7, 8 ont par exemple une longueur d'environ 90 cm mais des 15 longueurs différentes sont tout à fait envisageables. Lorsque le dispositif sera destiné à une utilisation sous marine, il conviendra de rajouter un bac étanche ou analogue. Par ailleurs, avantageusement, tout ou partie des éléments constitutifs de l'équipement de l'invention, en particulier la bouteille d'oxygène 5 et la batterie 10, sont insérées dans un harnais 11 de portage permettant leur transport par un opérateur. 2 o Un tel harnais 11 facilite considérablement le transport de l'équipement de l'invention dans les endroits difficiles d'accès, permet à l'opérateur d'avoir les mains libres, ne gêne pas sa progression et l'autorise même, si nécessaire, à courir avec l'équipement sur le dos. Il est important que l'équipement de l'invention ait un poids total inférieur à 20 kg, de préférence inférieur à 16 ou 17 kg. L'ensemble de l'équipement peut être rangé dans une 2 5 valise ou un coffret en vue de son transport. Des essais faits avec l'équipement de l'invention et les électrodes cidessus (diamètre de 9 mm) montrent que, pour une plaque d'acier de 6 mm d'épaisseur, une électrode doit être changée après 1 minute environ d'utilisation, ce qui correspond à une longueur découpée de 20 à 30 cm environ, selon qu'on commence la découpe à une extrémité de la 3 0 plaque ou alors au centre de celle-ci o le temps de chauffe est plus long puisqu'il faut obtenir un perçage préalable. Durant ces essais, 50 électrodes ont été amorcées avec succès et au delà, un amorçage efficace restait encore possible, ce qui confirme l'efficacité et l'autonomie élevées de l'équipement de l'invention. La présente invention est particulièrement adaptée à une utilisation par des équipes 5 d'intervention en milieu hostile ou difficile, telles que police, gendarmerie, armée, protection civile, pompiers, sécurité civile (déminage) ou analogues. Revendications 1. Equipement portatif de découpe thermique comprenant: - une source de gaz (5) contenant un gaz comburant sous pression, - des moyens de détente (6) agencés en aval de ladite source de gaz (5) aptes à détendre le gaz sortant de la source de gaz, - un conduit (3) d'acheminement de gaz raccordé, en amont, aux moyens de détente 10 (6) et, en aval, à une poignée de manipulation (1) de manière à acheminer le gaz détendu par lesdits moyens de détente jusqu'à ladite poignée de manipulation (1), une poignée de manipulation (1) comprenant un corps conformé de manière à être manipulable par un opérateur, ledit corps étant muni de moyens de fixation (9) d'électrode aptes à recevoir une électrode (2) et portant, en outre, une gâchette (4) d'envoi de gaz, 15 actionnable par l'opérateur, pour autoriser le passage du gaz depuis le conduit (3) d'acheminement de gaz vers le corps de poignée (1), et - des moyens d'alimentation en courant électrique (7, 8, 10) comprenant un premier câble (7) électrique se raccordant, par l'une de ses extrémités, au corps de poignée (1) de manière à pouvoir alimenter en courant électrique l'électrode (2), lorsqu'elle est retenue par 2 o les moyens de fixation d'électrode (9), 2. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une source de courant électrique (10), de préférence une ou plusieurs batteries rechargeables ou à usage unique. 3. Equipement selon l'une des revendications l ou 2, caractérisé en ce que la source de courant électrique (10) est raccordée au premier câble (7) alimentant l'électrode (2) et à un deuxième câble (8) destiné à être relié au matériau à découper thermiquement. 4. Equipement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de détente (6) comprennent ou sont constitués d'un détendeur de gaz. 5. Equipement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la source de gaz (5) est au moins une bouteille d'oxygène sous pression. 6. Equipement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la poignée de manipulation (1) porte une électrode oblongue creuse (2). 7. Equipement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la source de gaz équipée des moyens de détente (6) et la source de courant électrique (10) sont insérées dans un harnais (11) de portage. 8. Equipement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier câble électrique (7) et le conduit d'acheminement (3) de gaz sont contenus, au moins en partie, dans une gaine protectrice commune (13) . 9. Equipement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le détendeur de gaz (6) est monté sur le col de la bouteille (5) et/ou est, de préférence, protégé 2 o par un capotage de protection. 10. Equipement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il a un poids total inférieur à 20 kg, de préférence inférieur à 17 kg. 11. Utilisation d'un équipement selon l'une des revendications 1 à 10 dans une opération de découpage thermique d'un matériau, en particulier d'un métal ou alliage métallique.