Brevet FR2932240A1 — publié le 20091211

La présente invention a pour objet un procédé de positionnement et d'emboîtement d'éléments de canalisations en fond de tranchées à l'aide de ventouses. Les canalisations enterrées qui peuvent s'étendre sur des longueurs de plusieurs kilomètres sont classiquement constituées par l'assemblage d'un grand nombre d'éléments (tuyaux) essentiellement similaires emboîtés les uns dans les autres. Pour permettre un tel emboîtement, ces éléments de canalisations comportent une extrémité mâle ainsi qu'une extrémité femelle dans laquelle est monté un système d'étanchéité (joint d'étanchéité). Or, la mise en place des éléments de canalisations en fond des tranchées ainsi que leur emboîtement les uns dans les autres correspondent à des opérations peu aisées, ce d'autant plus que ces éléments doivent être parfaitement alignés au moment de l'emboîtement pour ga- rantir la bonne mise en oeuvre. On se heurte tout particulièrement à de telles difficultés dans le cas de canalisations de diamètre important telles qu'à titre d'exemple les canalisations d'alimentation en eau potable pour la pose desquelles il est nécessaire de descendre et d'emboîter en fond de tran- chées ayant une profondeur de 2 mètres (ou plus) des éléments de canalisations lourds et par suite peu aisés à manutentionner et à manipuler. Une fois livrés sur le chantier, ces éléments de canalisations sont classiquement manipulés à l'aide de sangles ou crochets et successivement descendus en fond de tranchée à l'aide de pelles mécaniques à go- dets, puis poussés les uns dans les autres par l'extrémité de façon à permettre leur emboîtement. Un autre système consiste à utiliser un tire fort en fond de tranchée pour procéder à l'emboîtement. De tels systèmes essentiellement artisanaux ne permettent pas de garantir un alignement irréprochable des différents éléments et 30 peuvent donc conduire à des défauts d'étanchéité. De plus, une telle pose nécessite de nombreuses manipulations manuelles et en outre peu satisfaisante du point de vue de la sécurité dans la mesure où il est nécessaire qu'au moins un homme descende dans la tranchée pour permettre un positionnement correct des éléments 35 de canalisations, une manipulation des accessoires de levage, et la mise en place d'un dispositif de protection contre les chocs à l'extrémité des tuyaux au moment de l'emboîtement. 2 La présente invention a pour objet de proposer un procédé de positionnement et d'emboîtement automatisé et mécanisé d'éléments de canalisations en fond de tranchées permettant de remédier aux inconvénients susmentionnés, en particulier ne nécessitant pas de manipulations en fond de tranchées dangereuses pour le personnel ce tout en permettant parallèlement d'obtenir une meilleure efficience. Un tel procédé permet : d'une part de descendre et mettre en place un élément de canalisation comportant une extrémité mâle et une extrémité femelle, en particulier un élément de canalisation d'alimentation en eau potable, au fond d'une tranchée dans laquelle a déjà été positionnée une section de canalisation constituée par une série d'éléments de canalisation essentiellement similaires emboîtés les uns dans les autres, cette section de canalisation comportant une extrémité femelle libre, et d'autre part d'emboîter l'extrémité mâle de cet élément de canalisation dans l'extrémité femelle libre de la section de canalisation déjà positionnée dans la tranchée, ce de façon totalement automatisée, sans qu'une intervention humaine ne soit nécessaire en fond de tranchée pour la manipulation de l'élément de canalisation. La première étape du procédé conforme à l'invention consiste à transporter l'élément de canalisation devant être mis en place à proximité de la tranchée ou à proximité du lieu de l'emboîtement à réaliser. L'élément de canalisation ainsi transporté est ensuite saisi à l'aide d'un dispositif de manipulation à ventouse monté à l'extrémité du bras d'un engin de levage par l'intermédiaire d'un cardan et d'une couronne d'orientation permettant l'ajustement dans les différentes directions de ce dispositif pour le bon alignement de l'élément de canalisation. La caractéristique essentielle du dispositif de manipulation utilisé pour saisir l'élément de canalisation est liée au fait qu'il est équipé d'au moins deux têtes de préhension par ventouses dont l'une est fixe tandis que l'autre est mobile en translation par rapport à la tête de préhension fixe. Selon l'invention, ces têtes de préhension sont de préférence constituées par des ventouses coopérant avec une source de vide. Les ventouses de levage et de manutention à ventouses sont connues en elles-mêmes, et ont déjà été utilisées notamment pour la pose de dalles, de vitres ou encore de différentes pièces sur des machines. 3 Ces ventouses présentent de multiples avantages liés en particulier à la rapidité de préhension et de dépose des pièces à manipuler et à la garantie de la sécurité du personnel. L'étape suivante du procédé conforme à l'invention consiste à positionner l'élément de canalisation dans la tranchée de sorte que son extrémité mâle soit située en regard et à faible distance de l'extrémité femelle libre de la section de canalisation déjà positionnée. Le dispositif de manipulation est alors déplacé de façon à appliquer et maintenir d'une part la tête de préhension à ventouse fixe contre la paroi externe de la section de canalisation déjà positionnée dans la tranchée, à proximité de son extrémité femelle libre, et d'autre part la tête de préhension à ventouse mobile contre la paroi externe de l'élément de canalisation, à proximité de son extrémité mâle. La dernière étape du procédé conforme à l'invention con- siste ensuite à déplacer l'ensemble constitué par la tête de préhension mobile et l'élément de canalisation de façon à emboîter l'extrémité mâle de ce tronçon dans l'extrémité femelle libre de la section de canalisation déjà positionnée dans la tranchée. Ce procédé doit bien entendu être successivement réitéré pour permettre le positionnement et l'emboîtement de tous les éléments de la canalisation et donc constituer les sections de canalisation souhaitées. Cette pose peut ainsi être effectuée de manière particulièrement rapide avec un personnel de manutention réduit dont la sécurité peut être garantie dans la mesure où toutes les étapes du procédé sont automatisées, ne nécessitant pas d'interventions humaines en fond de tranchée pour la manipulation des tuyaux. L'invention concerne également un dispositif de manipulation qui permet la mise en oeuvre du procédé de positionnement et d'emboîtement de l'élément de canalisation au fond de tranchées qui a été décrit ci-dessus. Selon l'invention, un tel dispositif de manipulation est caractérisé en ce qu'il est constitué par une poutre télescopique comportant un segment fixe destiné à être monté à l'extrémité du bras articulé d'un engin de levage, ce par l'intermédiaire d'un cardan et d'une couronne d'orientation permettant un déplacement angulaire de cette poutre dans toutes les directions, ainsi qu'un segment mobile déplaçable télescopiquement dans le segment fixe. 4 La tête de préhension à ventouses fixe est positionnée sur la poutre tandis que la tête de préhension à ventouses mobile est fixée sur la partie télescopique de cette poutre. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, les têtes de préhension sont constituées par des ventouses de levage et de manutention susceptibles de coopérer avec une source de vide de façon à permettre d'appliquer le tronçon de canalisation contre les ventouses et de le solidariser de façon sûre à celles-ci. Ces ventouses de levage ont de préférence une forme appropriée au diamètre des éléments de canalisations à manipuler. Selon l'invention, l'utilisation de ventouses de levage et de manutention permet d'obtenir un gain financier appréciable du fait qu'elle permet de réduire la durée de la pose ainsi que le personnel de manutention, la saisie et la dépose des éléments de canalisations étant effectuées 15 par le conducteur de l'engin de levage par action d'une commande à son poste de pilotage. On peut ainsi en outre éviter dans une large mesure les accidents. Les caractéristiques du procédé ainsi que du dispositif de 20 manipulation qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés (pour les besoins de la démonstration au sol, et non en fond de tranchée) dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective du dispositif de manipulation monté sur un engin de levage. 25 la figure 2 est une vue en perspective représentant le dispositif de manipulation au cours de la saisie d'un élément de canalisation devant être positionné et emboîté, la figure 3 est une vue en perspective similaire à la figure 2 mais représentant le dispositif de manipulation appliqué et maintenu contre 30 l'élément de canalisation, la figure 4 est également une vue en perspective représentant le dispositif de manipulation appliqué contre deux éléments de canalisation emboîtés l'un dans l'autre. Selon la figure 1, le dispositif de manipulation désigné par 35 la référence 1 est monté à l'extrémité du bras articulé 2 d'un engin de levage motorisé 3 par l'intermédiaire d'un cardan 4 et d'une couronne d'orientation 4' de façon à permettre son déplacement angulaire dans toutes les directions. Ce dispositif 1 est relié au circuit hydraulique de commande de l'engin 3 de façon connue en elle-même et est essentiellement constitué par une poutre télescopique de section appropriée et comportant un segment fixe 5 et un segment mobile 6. 5 Le segment fixe 5 est fixé à l'extrémité du bras articulé 2 de l'engin 3 et porte une ventouse de levage et de manutention fixée solidairement à celui-ci. Le segment mobile 6 est quant à lui déplaçable télescopiquement à la partie interne du segment fixe 5 et porte lui aussi une ventouse de levage et de manutention 8 similaire à la ventouse de levage et de manutention 7 et fixé solidairement à ce segment 6. De façon non représentée sur les figures, les deux ventouses de levage et de manutention 7, 8 sont reliées à une source de vide par l'intermédiaire d'une réserve de sécurité. 15 Le déplacement du segment mobile 6 dans le segment fixe 5 de la poutre télescopique entraîne la translation de la ventouse de levage et de manutention 8 par rapport à la ventouse de levage et de manutention 7. Selon la figure 2, le dispositif de manipulation 1 est repré- 20 senté au cours de son déplacement vers un élément de canalisation 9 qui doit être saisi de manière à permettre son positionnement au fond d'une tranchée non représentée. Selon la figure 3, les ventouses de levage et de manutention 7, 8 sont appliquées et maintenues contre l'élément de canalisation 9 et 25 les extrémités femelle 11 et mâle 12 de ce tronçon 9 sont visibles. Selon la figure 4, la ventouse de levage et de manutention mobile 8 est fixée à l'élément de canalisation 9 à proximité de l'extrémité male 12 de cet élément de canalisation alors que la ventouse de levage et de manutention fixe 7 est appliquée et maintenue contre la paroi externe 30 d'un autre élément de canalisation 10 essentiellement similaire symbolisant une section de canalisation déjà positionnée, ce à proximité de l'extrémité femelle 11 de ce tronçon. Dans cette position, l'ensemble constitué par la ventouse de levage et de manutention à ventouses mobile 8 et le tronçon de canalisa- 35 tion 9 peut être déplacé de façon à emboîter l'extrémité mâle 12 de cet élément dans l'extrémité femelle 11 de l'élément de canalisation 10. REVENDICATIONS1 °) Procédé permettant d'une part de descendre et de mettre en place un élément de canalisation de tout type (9) comportant une extrémité mâle (12) et une extrémité femelle (11), en particulier un élément de canalisa- tion d'alimentation en eau potable, au fond d'une tranchée dans laquelle a déjà été positionnée une section de canalisation constituée par une série d'éléments de canalisations essentiellement similaires emboîtés les uns dans les autres, cette section de canalisation comportant une extrémité femelle libre, et d'autre part d'emboîter l'extrémité mâle de cet élément de canalisation dans l'extrémité femelle libre de la section de canalisation déjà positionnée dans la tranchée, caractérisé par les étapes suivantes : on transporte l'élément de canalisation (9) à proximité de la tranchée et à proximité de l'extrémité femelle libre de la section de canalisation 15 déjà positionnée dans celle-ci, on saisit l'élément de canalisation (9) à l'aide d'un dispositif de manipulation (1) monté à l'extrémité du bras articulé (2) d'un engin de levage motorisé (3) par l'intermédiaire d'un cardan (4) et d'une couronne d'orientation (4') et équipé d'au moins deux têtes de préhension à ven- 20 touse (7, 8) dont l'une est fixe tandis que l'autre est mobile en translation par rapport à la tête de préhension à ventouse fixe, on positionne l'élément de canalisation (9) dans la tranchée de sorte que son extrémité mâle (12) soit située en regard et à faible distance de l'extrémité libre de la section de canalisation déjà positionnée dans la 25 tranchée, on applique et maintient d'une part la tête de préhension à ventouse fixe (7) contre la paroi externe de la section de canalisation déjà positionnée dans la tranchée, à proximité de son extrémité femelle libre, et d'autre part la tête de préhension à ventouse mobile (8) contre la paroi 30 externe de l'élément de canalisation (9), de préférence à proximité de son extrémité mâle, et on déplace l'ensemble constitué par la tête de préhension à ventouse mobile (8) et l'élément de canalisation (9) de façon à emboîter l'extrémité mâle (12) de cet élément (9) dans l'extrémité femelle libre de 35 la section de canalisation déjà positionnée dans la tranchée. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que7 les têtes de préhension sont constituées par des ventouses de levage et de manutention (7, 8) coopérant avec une source de vide. 3°) Dispositif de manipulation permettant la mise en oeuvre du procédé 5 selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu' il est constitué par une poutre télescopique comportant un segment fixe (5) destiné à être monté à l'extrémité du bras articulé (2) d'un engin de levage (3) et sur lequel est fixée la tête de préhension fixe (7), ainsi qu'un io segment mobile (6) déplaçable télescopiquement dans le segment fixe (5) et sur lequel est montée la tête de préhension mobile (8). 4°) Dispositif de manipulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que 15 les têtes de préhension sont constituées par des ventouses de levage et de manutention (7, 8) susceptibles de coopérer avec une source de vide. 20