Brevet FR2923523A1 — publié le 20090515

L'invention concerne un dispositif de réalisation de saignées dans une paroi d'un tunnel, un ensemble correspondant et un moyen de locomotion équipé d'un tel dispositif. La réalisation de saignées permet notamment le passage de 5 câbles. De telles saignées peuvent être réalisées, soit au moment de la réalisation du tunnel, soit ultérieurement, en vue d'aménager des tunnels déjà existants. Le terme paroi utilisé dans la suite de la description vise aussi bien 10 la paroi murale que le plafond du tunnel. Plusieurs méthodes de réalisation de saignées sont connues de l'art antérieur. Selon une première possibilité, un opérateur équipé d'une scie réalise directement la saignée dans la paroi. Une telle méthode est dangereuse 15 et pénible pour l'opérateur. Selon une autre possibilité, il est possible d'utiliser des dispositifs de réalisation de saignées du type de celui présenté dans le document FR 2 420 643. Ce document décrit un dispositif de réalisation de saignées dans 20 une paroi d'un tunnel, comprenant au moins un élément de guidage en forme générale d'arc de cercle, des moyens de coupe étant montés de manière mobile sur l'élément de guidage. Un tel dispositif est adapté à la réalisation de saignées lors de la réalisation d'un tunnel. II est dimensionné pour un diamètre particulier de tunnel 25 et ne peut pas être utilisé pour réaliser des saignées dans un tunnel de diamètre différent. En outre, ce type de dispositif est complexe, encombrant et difficile à mettre en oeuvre. L'invention vise à remédier en tout ou partie à ces inconvénients en proposant un dispositif de réalisation de saignées qui puisse s'adapter à tout 30 type de tunnel, en cours de réalisation ou déjà existants, et permettant de réaliser facilement et rapidement des saignées dans la paroi du tunnel. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type précité, caractérisé en ce que l'élément de guidage est équipé de moyens de liaison articulés, conçus pour positionner l'élément de guidage vis-à-vis de la paroi du 35 tunnel, et destinés au montage de l'élément de guidage sur un support, par exemple une machine de type pelle mécanique. Les moyens de liaison articulés permettent de pouvoir orienter facilement et rapidement l'élément de guidage par rapport à la paroi du tunnel. La mise en place d'un tel dispositif est donc simple et rapide, le positionnement du dispositif pouvant être modifié en fonction du diamètre du tunnel. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de liaison articulés comportent au moins un organe de liaison de type pivot disposé au niveau d'une première zone de l'élément de guidage. L'orientation de l'élément de guidage est donc obtenue simplement, en le faisant pivoter autour de l'organe de liaison précité. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comporte au moins un vérin comprenant une première extrémité reliée à l'élément de guidage, dans une seconde zone de celui-ci située à distance de la première zone, et une seconde extrémité, destinée à être reliée au support. Le pivotement de l'élément de guidage est donc réalisé par le vérin dont la rentrée ou la sortie de tige permet de rapprocher ou d'écarter l'élément de liaison et ainsi d'engager les moyens de coupe dans la paroi ou de les dégager. Selon une possibilité de l'invention, l'élément de guidage comporte au moins deux plots d'écartement faisant saillie vers l'extérieur et présentant chacun une extrémité libre, les extrémités libres des plots étant conçus pour prendre appui contre la paroi du tunnel. Il est alors possible d'ajuster la longueur des plots de telle manière que, lorsque ceux-ci viennent en contact de la paroi du tunnel, le dispositif de réalisation de saignées, et en particulier les moyens de coupe, soient correctement positionnés de manière à contrôler la profondeur de la saignée. Le positionnement du dispositif est ainsi assuré de manière précise. Préférentiellement, la longueur des plots d'écartement est variable. La variation de la longueur des plots d'écartement permet notamment de régler la profondeur de la saignée. Selon une caractéristique de l'invention, les plots sont conçus pour définir une profondeur de coupe entre 2 et 10 cm, préférentiellement de l'ordre de 6 cm. Avantageusement, le rayon de courbure de l'élément de guidage est compris entre 6 et 7 m, de préférence de l'ordre de 6,5 m. Le rayon de courbure correspond ainsi à un rayon de courbure moyen des tunnels existants. De cette manière, le dispositif selon l'invention s'adapte aux courbures des parois intérieures des tunnels existants. Selon une possibilité de l'invention, l'élément de guidage comporte deux rails latéraux, les moyens de coupe étant montés sur un chariot coulissant coopérant avec les rails. Préférentiellement, les rails présentent chacun une forme générale en U, le chariot coulissant étant équipée de galets, par exemple de type galets combinés, disposés à l'intérieur des rails en U. Selon une caractéristique de l'invention, l'élément de guidage est équipé d'au moins un moteur entraînant au moins une chaîne de transmission conçue pour déplacer le chariot lors de son entraînement. Avantageusement, les moyens de coupe comportent une scie équipée d'au moins un disque à diamants. L'invention concerne en outre un ensemble de réalisation de saignées dans une paroi d'un tunnel, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un support, par exemple un bras de pelle mécanique, équipé d'un dispositif de réalisation de saignées selon l'invention. Selon une possibilité de l'invention, le support comporte un pied de 20 stabilisation, destiné à prendre appui sur le sol. La présence du pied de stabilisation permet de faciliter la réalisation de la saignée ainsi que le positionnement du dispositif précité. Préférentiellement, la position du pied de stabilisation est réglable, par exemple par l'intermédiaire d'au moins un vérin. 25 Selon une caractéristique de l'invention, le support est équipé d'au moins un élément intermédiaire en forme générale d'équerre, sur lequel est monté le pied de stabilisation ainsi que l'organe de liaison de type pivot. L'invention concerne également un moyen de locomotion, par exemple du type pelle mécanique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins 30 un ensemble de réalisation de saignées selon l'invention. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comporte au moins un actionneur hydraulique alimenté par un circuit hydraulique appartenant au moyen de locomotion. Il n'est alors pas nécessaire de prévoir une alimentation spécifique 35 annexe pour alimenter au dispositif selon l'invention, mais il est possible d'utiliser par exemple le circuit hydraulique d'une pelle mécanique pour réaliser l'alimentation. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme de réalisation de ce dispositif de réalisation de saignées dans une paroi d'un tunnel. Figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif monté sur une pelle mécanique, à l'intérieur d'un tunnel ; Figure 2 est une vue correspondant à la figure 2, en cours de 10 réalisation de la saignée ; Figure 3 est une vue agrandie du dispositif selon l'invention dans une première position écartée de la paroi du tunnel et dans une seconde position rapprochée de la paroi, correspondant à la position de travail. Les figures 1 à 3 décrivent une pelle mécanique 1 comportant 15 classiquement deux chenilles 2 ainsi qu'un bras articulé 3 présentant une partie proximale, également appelée flèche 4, et une partie distale, également appelée balancier 5, articulées l'une par rapport à l'autre. Le balancier comporte une première extrémité 6 articulée sur la flèche 4 et une seconde extrémité 7, tournée du côté opposé à la première. 20 La première extrémité 6 est équipée d'une chape 8 de forme générale triangulaire, reliée de manière classique au balancier 5 et montée pivotante sur la flèche 4, la chape 8 étant reliée en outre à l'extrémité de la tige mobile d'un vérin 9 de sorte que l'actionnement du vérin 9 entraîne le pivotement du balancier 5. 25 La chape 8 est en outre reliée au corps d'un vérin 10, le vérin comportant une tige mobile dont l'extrémité libre est montée pivotante sur un élément de guidage 11 en forme générale d'arc de cercle. Plus précisément, le vérin 10 est monté au niveau d'une zone 12 située en retrait d'une extrémité 13 de l'élément de guidage 11. La course de vérin 10 est réglable et est 30 préférentiellement de l'ordre de 200 mm, avec une vitesse de sortie de tige de l'ordre de 0,5 m/min. Enfin, la chape 8 est reliée à l'élément de guidage 11 par une chaîne de sécurité 14, fixée dans une zone 15, située en retrait de la zone 12 par rapport à l'extrémité 13 de l'élément de guidage 11. 35 La chaîne de sécurité 14 permet de limiter le déplacement de l'élément de guidage 11 dans le cas accidentel où celui-ci ne serait plus lié à la chape par l'intermédiaire du vérin, par exemple en cas de rupture de la liaison entre la tige du vérin 10 et l'élément de guidage 11. Un élément intermédiaire 16 en forme générale d'équerre est monté fixement sur la seconde extrémité 7 du balancier 5. Celui-ci comporte une branche 17 s'étendant le long du balancier 5 et fixée à celui-ci, et une branche 18 perpendiculaire à la branche 17. La branche 18 comporte une première extrémité 19 tournée en direction de la paroi du tunnel, équipée d'un organe de liaison de type pivot 20 monté sur une zone 21 de l'élément de guidage 11, située en retrait d'une extrémité 22 de l'élément de guidage, opposée à l'extrémité 13 précitée. Ainsi, l'élément de guidage 11 est monté pivotant sur l'équerre 16, par l'intermédiaire de l'organe de liaison 20, l'actionnement du vérin 10 entraînant le pivotement de l'élément de guidage 11. La branche 18 de l'élément intermédiaire 16 comporte un prolongement 23 dépassant de la branche 17, à l'opposé de l'extrémité 19. Un pied de stabilisation 24 s'étendant sensiblement perpendiculairement à la branche 18 est monté à l'extrémité du prolongement 23. Plus précisément, le pied de stabilisation 24 est fixé au prolongement 23 par l'intermédiaire d'un vérin 25 permettant de régler sa position, le vérin 25 comportant une course de l'ordre de 150 mm. Le pied de stabilisation 24 est en outre équipé de moyens d'absorption de choc. L'élément de guidage 11 présente un rayon de courbure compris entre 6 et 7 m, préférentiellement de l'ordre de 6,5 m. Celui-ci comporte deux rails latéraux 26 présentant chacun une forme générale en U, les ouvertures définies par les U étant tournée l'une vers l'autre. Seul un des rails 26 est visible sur le dessin puisque les figures sont des vues de côté du dispositif selon l'invention. Un chariot 27 est monté déplaçable le long des rails, le chariot comportant deux paires de galets 28 disposés à l'intérieur des rails 26 de sorte que les branches des rails 26 en forme de U servent de bandes de roulement pour les galets 28. Le chariot est donc monté déplaçable le long de l'élément de guidage 11 en forme d'arc de cercle, la course du chariot 27 étant définie par la longueur des rails 26. Ces derniers sont équipés de butées de fin de course 29 au niveau de leurs extrémités 13, 22 (voir figure 3). Le chariot 27 supporte une scie comportant trois disques à diamants 30 de diamètre 400 mm. La scie est entraînée par un moteur hydraulique de 15kW, dont la vitesse de rotation est comprise entre 1500 et 4000 tr/min, préférentiellement de l'ordre de 3200 tr/min. Les disques 30 sont recouverts en partie par un carter de protection 31. La scie est en outre équipée de moyens de refroidissement comportant deux buses d'éjection d'eau (non représentées) dirigées dans la zone des disques 30 permettant l'usinage de la saillie. Comme cela est mieux visible à la figure 3, le chariot 27 est reliée à une paire de chaînes de transmission 32, montées sur des pignons 33, l'un au moins des pignons de chaque chaîne étant entraîné par un moteur hydraulique 34 associé à un moto-réducteur conçus pour entraîner les chaînes 32. Plus particulièrement, l'entraînement des chaînes peut être effectué à grande vitesse (vitesse linéaire de l'ordre de 3 m/min) et à faible vitesse (vitesse linéaire de l'ordre de 0,5 à 1 m/min), correspondant à la vitesse de coupe souhaitée. Les rails 26 sont équipés de tendeurs 35 prenant appui contre la chaîne de transmission correspondante 32. L'élément de guidage 11 comporte en outre deux paires de plots, respectivement 36, 37. Un plot de chaque paire 36, 37 est disposé sur le côté latéral externe de chacun des rails 26. Une première paire de plots 36 est disposée au niveau de la zone 12, une seconde paire de plots 37 étant disposée au niveau de la zone 21. Chaque plot comporte une extrémité libre 38 équipée d'un élément amortisseur en élastomère destiné à prendre appui contre la paroi interne 39 du tunnel, comme cela est décrit ci-après. La longueur de chacun des plots 36, 37 est réglable. Avantageusement, l'alimentation des vérins 10, 25, de la scie et du moteur 34 est réalisée par un circuit hydraulique appartenant à la pelle mécanique 1. En outre, les moyens de refroidissement des disques sont alimentés par un circuit d'eau appartenant à la pelle 1 et comportant une pompe à eau et au moins un filtre (non représentés). De préférence la pompe permet d'alimenter les buses correspondantes avec un débit de 7 L/min. Les actionneurs tels que les vérins 9, 10, 25 et le moteur 34 sont commandés par l'intermédiaire de moyens de commande de type radiocommande. Le fonctionnement du dispositif va maintenant être décrit plus en détail. En position de repos, référencée P1 à la figure 3, les vérins 10 et 24 sont rentrés et la pelle mécanique 1 est disposée de manière à ce que les chenilles 2 s'étendent perpendiculairement au plan médian du dispositif. La scie est arrêtée est disposée en position haute, c'est-à-dire à proximité de l'extrémité 13 de l'élément de guidage 11. Le dispositif est tout d'abord positionné à une hauteur voulue, à l'aide du bras articulé 3 de la pelle 1. Le balancier 5 est ensuite actionné seul, de manière à rapprocher les plots 36 de la paroi interne 39 du tunnel jusqu'au contact de l'extrémité 38 contre cette paroi. Le vérin 25 est ensuite sorti de manière à ce que le pied de stabilisation 24 prenne appui sur le sol 40. Les moyens de refroidissement des disques 30 sont ensuite 15 alimentés et la scie est démarrée. Puis, le vérin 10 est sorti de sorte que les disques 30 usinent progressivement la paroi 39 du tunnel. La course du vérin 10 est réglée de sorte que le pivotement de l'élément de guidage 11 est stoppé lorsque les plots 37 viennent au contact de la paroi 39. La longueur des plots 36, 37 est réglée 20 de manière à ce que la profondeur de coupe soit de l'ordre de 6 cm, la largeur de la saignée 41 (voir figure 2) ainsi usinée étant définie par l'épaisseur des disques et étant de l'ordre de 4 cm. Cette position de l'élément de guidage est référencée P2 à la figure 3. Comme cela apparaît à la figure 2, Ile moteur 34 est ensuite 25 actionné de manière à entraîner le déplacement du chariot 27 vers le bas et donc de la scie. Le déplacement du chariot 27 est réalisé à faible vitesse, correspondant à la vitesse de coupe choisie, et la position de l'élément de guidage 11 est maintenue. De cette manière, la saignée 41 est usinée en une seule passe, sur une longueur correspondant à la course du chariot 27 le long 30 des rails 26. La scie est ensuite dégagée de la saignée en rentrant le vérin 10 de manière à faire pivoter l'élément de guidage 11 jusqu'à atteindre la position référencée P1 à la figure 3. La scie et le chariot 27 sont ensuite remontés vers l'extrémité 13 35 par actionnement du moteur 34 à grande vitesse. En outre, le vérin 25 est rentré, de manière à faire remonter le pied de stabilisation 24. La pelle mécanique 1 peut ensuite être déplacée afin d'atteindre une autre zone à usiner de la paroi interne 39 du tunnel. Il apparaît donc que le dispositif selon l'invention peut être transporter facilement et rapidement d'une zone d'usinage à une autre. Il peut être mis en place avec une grande précision et est capable de s'adapter à toutes les dimensions classiques de tunnels. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de ce dispositif, décrite ci-dessus à titre d'exemple, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réalisation de saignées (41) dans une paroi (39) d'un tunnel, comprenant au moins un élément de guidage (11) en forme générale d'arc de cercle, des moyens de coupe (30) étant montés de manière mobile sur l'élément de guidage (11), caractérisé en ce que l'élément de guidage (11) est équipé de moyens de liaison articulés (20, 10), conçus pour positionner l'élément de guidage (11) vis-à-vis de la paroi (39) du tunnel, et destinés au montage de l'élément de guidage (11) sur un support (5, 1), par exemple une machine de type pelle mécanique (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison articulés comportent au moins un organe de liaison de type pivot (20) disposé au niveau d'une première zone (21) de l'élément de guidage (11). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un vérin (10) comprenant une première extrémité reliée à l'élément de guidage (11), dans une seconde zone (12) de celui-ci située à distance de la première zone (21), et une seconde extrémité, destinée à être reliée au support (5, 1). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de guidage comporte au moins deux plots d'écartement (36, 37) faisant saillie vers l'extérieur et présentant chacun une extrémité libre (38), les extrémités libres des plots étant conçus pour prendre appui contre la paroi (39) du tunnel. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la longueur des plots d'écartement (36, 37) est variable. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les plots (36, 37) sont conçus pour définir une profondeur de coupe entre 2 et 10 cm, préférentiellement de l'ordre de 6 cm. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rayon de courbure de l'élément de guidage (11) est compris entre 6 et 7 m, de préférence de l'ordre de 6,5 m. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément de guidage (11) comporte deux rails latéraux (26), les moyens de coupe (30) étant montés sur un chariot (27) coulissant coopérant avec les rails (26). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les rails (26) présentent chacun une forme générale en U, le chariot coulissant (27) étant équipée de galets (28) disposés à l'intérieur des rails (26) en U. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'élément de guidage (11) est équipé d'au moins un moteur (34) entraînant au moins une chaîne de transmission (32) conçue pour déplacer le chariot (27) lors de son entraînement. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de coupe comportent une scie équipée d'au moins un 10 disque à diamants (30). 12. Ensemble de réalisation de saignées (41) dans une paroi (39) d'un tunnel, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un support (5, 16), par exemple un bras (3) de pelle mécanique (1), équipé d'un dispositif de réalisation de saignées selon l'une des revendications 1 à 11. 15 13. Ensemble selon la revendication 12, caractérisé en ce que le support comporte un pied de stabilisation (24), destiné à prendre appui sur le sol (40). 14. Ensemble selon la revendication 13, caractérisé en ce que la position du pied de stabilisation (24) est réglable, par exemple par 20 l'intermédiaire d'au moins un vérin (25). 15. Ensemble selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que le support est équipé d'au moins un élément intermédiaire (16) en forme générale d'équerre, sur lequel est monté le pied de stabilisation (24) ainsi que l'organe de liaison de type pivot (19). 25 16. Moyen de locomotion, par exemple du type pelle mécanique (1), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ensemble de réalisation de saignées selon l'une des revendications 12 à 15.