Brevet FR2886325A1 — publié le 20061201

La présente invention concerne un pistolet d'injection contrôlée, de produits de colmatage, dans des zones locales d'ouvrages présentant des défauts d'étanchéité à l'eau, ou dans des milieux à stabiliser. Le produit injecté est généralement un mélange de plusieurs constituants chimiques, dans des volumes relatifs pouvant être différents. Ce mélange est injecté au moyen du pistolet et d'une pompe bi composants, selon le domaine d'utilisation, dans des joints de dilatation non étanches, dans des fissures d'ouvrages en béton, tels que tunnels, galeries souterraines, barrages, batardeaux etc.... Les ouvrages en béton, soumis à une pression d'eau ou enterrés, comportent souvent des défauts d'étanchéité tels que des fissures, des reprises de coulée, des joints de dilatation non étanches, des défauts d'enrobage d'éléments métalliques de construction, des porosités, des nids de gravier, etc., au niveau desquels l'étanchéité n'est pas assurée et où se produisent des fuites d'eau. Pour assurer l'étanchéité de ces zones locales défectueuses, particulièrement lorsque les fuites liquides sont soumises à une pression et / ou ont un débit élevé, il n'est pas possible d'utiliser du ciment ou du béton pour obturer les zones de fuite. Le temps de prise en masse du béton ou du ciment est trop long pour permettre l'obturation de telles fuites. Dans le cas ou malgré tout on obtiendrait un colmatage des fuites, avec ces matériaux, ce colmatage serait rigide et se casserait rapidement par suite des mouvements de sol, des dilatations ou contractions dues aux différences de température. Il est connu d'employer deux produits chimiques mélangés avant l'injection dans le béton au moyen d'injecteurs, soit vissés dans le béton au droit du défaut, soit du type expansifs. Ces injecteurs présentent les défauts importants suivants: 1) Ces injecteurs après perçage du béton doivent être vissés dans le support, et nécessitent l'utilisation d'outils, leur longueur et diamètre doivent être différents selon l'épaisseur du béton et la nature du problème à résoudre. 2) Si l'injecteur vissable est trop court ou positionné trop près de la surface du béton, le risque d'arrachage et / ou d'éclatement du support est grand lors de la mise en pression. 3) Après perçage dans les plans horizontaux ou verticaux il est nécessaire d'éliminer la poussière de perçage par soufflage ou lavage faute de quoi l'injecteur ne pourra pas remplir son rôle, les fissures ou joints étant remplis de poussière de forage. 4) Après injection, le plus souvent les injecteurs sont collés par le produit d'injection et ne peuvent être récupérés, ils sont alors laissés en place ou coupés à ras de la surface du support où ils s'oxyderont, provoquant ainsi des taches d'oxydation difficiles à supprimer. 5) Le remplacement quasi systématique de ces injecteurs à une incidence importante sur le poste financier fourniture et main d'oeuvre. 6) L'injecteur resté en place, bouché par le produit d'injection, ne peut être réinjecté une nouvelle perforation est nécessaire. 7) Si les injecteurs doivent être ôtés du support avec un outil du type arrache moyeu , l'opération a toutes les chances de provoquer des dommages à la surface du support: celui-ci devra être réparé. 8) Le pistolet branché sur l'injecteur doit être connecté et déconnecté à chaque injection, ce qui favorise les écoulements de résine sur l'environnement, l'outillage, l'opérateur etc.... 9) Les ensembles injecteur-pistolet du marché autorisent le contact des différents composants de la résine injectée et nécessitent un nettoyage et une attention 20 constants, les produits chimiques étant polymérisés dans les ensembles injecteurs- pistolets. 10) Les injecteurs du marché doivent être connectés à un pistolet d'injection, relais obligatoire vers la pompe, compliquant ainsi la procédure d'injection, maintenance, fiabilité avec augmentation des coûts. Ces inconvénients ne permettent pas de garantir la qualité de l'étanchéité du colmatage effectué avec les systèmes d'injecteurs actuellement sur le marché en raison de l'impossibilité d'effectuer le mélange des produits à l'intérieur du béton, à profondeur immédiatement variable, de réutiliser les perforations origine, d'injecter des trous d'injection parfaitement libres de poussière de béton, de contrôler la capacité de mélange des produits chimiques directement à la sortie de l'injecteur. La présente invention a pour objet de résoudre complètement les inconvénients exposés ci-dessus et d'apporter des possibilités nouvelles aux opérateurs ayant à 2886325 3 intervenir sur ce type de chantier: la continuité de la qualité des étanchéités obtenues avec le pistolet injecteur selon l'invention est assurée par la résolution des problèmes vus plus haut. Le pistolet d'injection contrôlée offre les possibilités et avantages suivants: - Injection de 2 ou plusieurs produits chimiques liquides dans une structure béton non étanche, séparément, le mélange se faisant dans le béton, le pistolet étant dépourvu de chambre de mélange, ce qui permet des temps de prise extrêmement courts; les produits investissent le béton au même instant, dans les même quantités, sous exactement la même pression. - Le pistolet d'injection contrôlée selon l'invention, après perçage du béton au diamètre 38m/m est simplement introduit dans le trou d'injection à la profondeur désirée sans aucun outillage. Une simple pression sur la commande d'admission Air (1) FIG.1 chasse la poussière de béton située dans le trou d'injection après perçage. - Le pistolet d'injection contrôlée selon l'invention étant engagé à bonne profondeur dans le trou d'injection, une simple poussée vers l'avant de la commande (16)FIG.1 de déplacement du cône en acier inox ou en matière synthétique (7)FIG.1, provoque une montée du cône d'expansion du tube souple d'étanchéité (7)FIG.1 dans le tube souple d'étanchéité en matière synthétique non armée dans sa bague réceptrice (5)FIG.1, lequel tube souple d'étanchéité (6)FIG.1 gonfle et s'applique fortement sur les parois du trou d'injection, interdisant ainsi toutes fuites de résine vers l'arrière du pistolet d'injection contrôlée selon l'invention. L'injection étant terminée, l'opération inverse de la manette (16)FIG.1 de commande de déplacement du cône (7)FIG.1 réduit puis supprime la pression du tube souple d'étanchéité (6)FIG.1 sur les parois du trou d'injection: le pistolet d'injection contrôlée selon l'invention se dégage alors facilement du trou injecté. Cette opération est rapide et ne nécessite aucun outillage; après injection le trou sera bouché avec un mortier sans retrait. - Le pistolet d'injection contrôlée selon l'invention est connecté à la pompe et à un groupe air comprimé. La pompe est reliée à un groupe hydraulique d'une part et à des conteneurs des différents produits d'autre part; elle est chargée de l'approvisionnement en produits chimiques du pistolet d'injection contrôlée selon l'invention qui est connecté à la pompe en début de séquence de travail et déconnecté à sa fin; pas de perte de produit, pas de nettoyage fastidieux, très grande vitesse d'exécution. - Si le cône d'expansion du tube souple d'étanchéité (7)FIG.1 est souillé par la présence de gel d'étanchéité, une simple pression sur la commande admission Air(1) FIG.1 provoque une arrivée d'air comprimé suffisamment puissante à l'interface (19)FIG.1 du tube souple d'étanchéité (6)FIG.1 et du cône (7)FIG.1 d'extension du tube souple d'étanchéité, pour éliminer toute matière adhérente à l'extrémité du cône d'expansion du tube souple d'étanchéité pouvant nuire à la qualité de l'injection suivante. A nouveau rapidité de la manoeuvre et grande simplicité. L'invention est décrite dans le texte qui suit en référence aux dessins et photos annexes, donnés à titre non limitatif et montrant: Figure 1, un schéma d'un pistolet d'injection contrôlée selon l'invention d'injection 15 bi composants à volume identique; Figure 2, une photo noir et blanc d'un pistolet d'injection contrôlée selon l'invention d'injection bi composants à volume identique; Figure 3, une photo noir et blanc du détail de l'extrémité du cône d'expansion (7)FIG.1 du tube souple d'étanchéité, montrant les arrivées séparées de 2 produits chimiques qui seront poussés dans le béton par l'intermédiaire du trou d'injection, pour former le produit de colmatage, autorisant des temps de prise très courts, voir (4) (17) et (18) FIG.1 et FIG.3. Le pistolet d'injection contrôlée selon l'invention comporte une admission résine (8) FIG.1, équipée d'une valve anti-retour (22)FIG.3 et d'un coupleur rapide (9)FIG. 1, et une admission catalyseur (11)FIG.1, elle aussi équipée d'une valve anti-retour (21)FIG.3 et d'un coupleur rapide (24)FIG.2 et FIG.3. Le pistolet d'injection contrôlée selon l'invention tel que montré 30 schématiquement sur la figure 1 comporte un vérin double action (15) pneumatique alimenté en air comprimé par la connexion (2) et la commande d'admission d'air (1) à l'aide des flexibles haute pression (14). Le vérin double action (15) peut aussi être électrique, électromécanique, ou hydraulique. Les tubes d'injection résine (3)FIG.1 et catalyseur (4)FIG.1, fabriqués en acier inox 316L, sont contenus dans un tube étui alu ou inox 316L (20) FIG.2, et sont solidaires du vérin et à leurs extrémités, du cône d'expansion (7)FIG.1 L'admission d'air comprimé dans le'cylindre du vérin (15)FIG.1 provoque selon le sens, l'entrée ou le recul du cône d'expansion du tube souple d'étanchéité (7)FIG.1 dans le tube souple d'étanchéité (6)FIG.1 forçant ce dernier à se dilater et à se serrer fortement contre les parois du trou d'injection ou au contraire à s'en dégager lorsque le cône (7)FIG.1 est commandé selon les besoins par la manette (16)FIG.1 de commande du cône 7 vers l'avant pour sortir le cône (7)FIG.1 du tube souple d'étanchéité (6)FIG. 1 ou vers l'arrière pour le faire entrer. Le pistolet comporte une manette de décharge (10)FIG.2. La charnière (19)FIG.2 permet un déplacement sans rotation de l'ensemble piston du cylindre (15)FIG.1 du tube d'injection résine (3)FIG. 1 et du tube d'injection catalyseur (4)FIG. 1 L'injection des composants de la résine étant faite par le tube inox 316L arrivée catalyseur (17)FIG. 1 et par la lumière d'arrivée résine (18)FIG.1 dans le béton, le pistolet d'injection contrôlée selon l'invention est dégagé du trou d'injection. Son extrémité (7)FIG.1 sera libérée de la présence de gel en actionnant la commande admission Air (1)FIG.1. Le pistolet comporte une poignée (23) FIG.2. L'invention n'est pas limitée à la description qui vient d'être faite, en particulier le nombre de produits injectés par le pistolet d'injection contrôlée; ce nombre n'est pas limitée à deux, mais peut se concevoir avec trois ou quatre dans des proportions volumiques différentes. Nomenclature 1. Commande admission air FIG. 1 FIG.2 2. Connection air comprimé FIG.3 3. Tube injection résine FIG. 1 4. Tube injection du catalyseur FIG.1 5. Bague réceptrice du tube souple d'étanchéité FIG.1 FIG.2 6. Tube souple d'étanchéité FIG.1 FIG.2 7. Cône d'expansion du tube souple d'étanchéité FIG.1 FIG.2 8. Admission résine FIG.1 FIG.2 FIG.3 9. Coupleur admission résine FIG. 1 FIG.2 FIG.3 10. Manette d'évacuation pression FIG.1 FIG.2 11. Admission catalyseur FIG.1 FIG.2 FIG.3 12. Arrivée résine au tube injecteur FIG.1 FIG.2 13. Soupape du cylindre FIG. 1 FIG.2 14. Flexibles haute pression FIG.1 FIG.2 FIG.3 15. Cylindre double action FIG.1 16. Manette de déplacement du cône 7 FIG.1 FIG.2 FIG. 3 17. Tube inox 316L arrivée catalyseur FIG.1 FIG.3 18. Lumière arrivée résine FIG.1 FIG.3 19. Charnière FIG.2 20. Tube étui FIG.2 21. Valve anti- retour FIG.2 FIG.3 22. Valve anti-retour FIG.2 FIG.3 23. Poignée FIG.2 FIG.3 REVENDICATIONS 1) Pistolet d'injection contrôlée, d'un produit de colmatage formé par un mélange de 2 produits chimiques appropriés, dans des fissures ou solutions de continuité existantes ou se produisant notamment dans des parois d'ouvrages en béton soumis en permanence à des pressions hydrauliques, ledit pistolet étant relié à un groupe hydraulique d'une part par des conduits séparés, eux même raccordés à des conteneurs des différents produits, et d'autre part à un groupe air comprimé chargé de produire la pression nécessaire pour effectuer le nettoyage du trou d'injection, fixer solidement le pistolet d'injection contrôlée dans le passage d'injection, puis, l'injection terminée de libérer celui-ci et nettoyer son extrémité si nécessaire, sans utiliser le moindre outil; les deux produits chimiques appropriés cheminent sans jamais se toucher jusqu'à l'extrémité du pistolet d'injection contrôlée, le mélange se faisant dans le béton au droit du défaut, les deux produits chimiques formant alors le produit de colmatage dans le béton lui-même. - Caractérisé en ce que ledit pistolet d'injection contrôlée comporte: un cylindre (15) dont le piston double action est solidaire dans sa partie inférieure d'un tube injection résine (3) et d'un tube injection catalyseur (4) fabriqués en acier inox 316L un cône (7) dit cône d'expansion du tube souple d'étanchéité, en matière synthétique 20 ou inox un tube (6) souple d'étanchéité une bague (5) réceptrice du tube souple d'étanchéité une commande admission Air (1) un tube étui (20) alu ou inox 316L contenant le tube injection résine (3) et le tube 25 injection catalyseur (4) des flexibles haute pression (14) une manette (16) commande de déplacement du cône (7) un coupleur admission résine (9) une admission résine (8) équipée d'une valve anti-retour (22) et d'un coupleur 30 rapide (9) 2886325 8 une admission catalyseur (11) équipée d'une valve anti-retour (21) et d'un coupleur rapide (24) une charnière anti-rotation (19) une manette de décharge (10) 5. une poignée (23) 2) Pistolet d'injection contrôlée selon la revendication 1, caracterisé en ce que le cylindre (15) comporte un piston dont la partie inférieure est solidaire d'un tube injection résine (3) et d'un tube injection catalyseur (4) 3) Pistolet d'injection contrôlée selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le 10 moyen de déplacement du piston dans le cylindre (15) est un vérin pneumatique à double effet 4) Pistolet d'injection contrôlée selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le moyen de déplacement du piston dans le cylindre (15) est un vérin électrique à double effet 5) Pistolet d'injection contrôlée selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le moyen de déplacement du piston dans le cylindre (15) est un vérin électromécanique à double effet 6) Pistolet d'injection contrôlée selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le moyen de déplacement du piston dans le cylindre (15) est un vérin hydraulique à 20 double effet 7) Pistolet d'injection contrôlée selon la revendication 1 caracterisé en ce que le moyen d'expansion et de contraction du tube souple d'étanchéité (6) est un cône (7) en acier inox ou en matière synthétique 8) Pistolet d'injection contrôlée selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de serrage étanche et le desserrage lors du mouvement alternatif du cône (7) est possible grâce au tube souple d'étanchéité (6) en matière synthétique non armée 9) Pistolet d'injection contrôlée selon la revendication 1 caractérisé en ce que les 2 produits chimiques devant former le produit de colmatage, cheminant dans les tubes injection résine (3) et catalyseur (4) ne soient jamais en contact lors de leur parcours dans le pistolet d'injection contrôlée, celui-ci étant dépourvu de chambre de mélange; les deux produits chimiques poussés par une pompe bi composants extérieure au pistolet d'injection contrôlée sont admis sous pression par admission résine (8) et admission catalyseur (11) et fluent hors le cône (7) par la lumière arrivée résine (18) et le tube inox 316L arrivée catalyseur (17) et se mélangent dans le trou d'injection au droit du défaut béton. 10) Pistolet d'injection contrôlée selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de nettoyage du trou d'injection et du cône (7) se fait par soufflage à l'aide de la commande admission Air (1) à la jonction (19) du tube souple d'étanchéité (6) et du cône d'expansion du tube souple d'étanchéité (7)