Brevet FR2977171A1 — publié le 20130104

B11-1962FR 1 Dispositif et système de nettoyage d'une canalisation L'invention concerne les dispositifs de nettoyage d'une canalisation, et en particulier une canalisation d'égout visitable. On entend ici, par égout visitable, un égout qui est accessible par une personne. En général, ces égouts visitables ont un diamètre supérieur à 1,2 m. En particulier, les égouts visitables peuvent être de type ovoïde, c'est-à-dire qu'ils comprennent une partie de voûte et des parois latérales qui se rapprochent l'une de l'autre dans la partie inférieure de la canalisation formant ainsi un fond de canalisation étroit. Actuellement, les dispositifs de nettoyage sont utilisés pour nettoyer, décaper, ou effectuer des étapes d'hydro-démolition, par exemple à l'aide d'un jet d'eau sous pression, afin d'éliminer les résidus et dépôts présents dans les égouts. Les pressions d'eau utilisées sont variables suivant le travail à effectuer, typiquement 2 à 300 bars ou plus pour du nettoyage, et dépassent largement 1000 bars pour l'hydro-démolition, avec des débits qui dépassent souvent 100 1/minute. Dans ces conditions, la présence de personnel n'est plus envisageable pour des raisons de sécurité, et le nettoyage doit être le plus automatisé possible. I1 existe des systèmes de nettoyage de canalisations d'égouts non visitables. On peut citer, par exemple, la demande internationale WO 92/16315 (Funk Douglas) et la demande de brevet européen EP 0 307 698 (Bernhard Kessel) qui décrivent un ensemble de nettoyage comprenant des vannes montées dans une portion de canalisation à nettoyer. Mais ces systèmes ne sont pas adaptés à des canalisations visitables. Par ailleurs, la demande de brevet européen EP 0 000 808 (Walton mole Company) décrit un appareil pour nettoyer et décaper l'extérieur d'une canalisation non visitable au moyen d'un jet de fluide sous haute pression, comprenant un anneau entourant le cylindre sur lequel est monté un bras portant une buse pour produire le jet sous haute pression. L'appareil comprend des moyens munis de roues (ou galets) pour entraîner l'anneau le long de la paroi externe du cylindre. En outre, le bras est monté sur un chariot qui se déplace sur l'anneau. Mais ce système concerne uniquement le nettoyage de l'extérieur d'une canalisation. On peut en outre citer la demande de brevet EP 1 155 781 (Thermo blast) qui décrit une lance manuelle thermo-abrasive pour le décapage qui projette un abrasif à l'aide d'un gaz issu de la combustion d'un carburant et d'air comprimé. Mais ce système ne peut pas se déplacer de manière automatisée dans une canalisation. Certaines demandes de brevet WO 97/10062 (Pettibone Corporation) et EP 0 375 592 (Emerson Electric Co) décrivent des dispositifs d'alimentation des systèmes de nettoyage, la demande internationale WO 2007/030878 (Sydney Water Corporation) décrit, quant à elle, un dispositif de fixation d'un outil de nettoyage de conduite d'égout. La demande de brevet allemand DE 43 35 188 (Müller Umweltechnok) décrit un système de nettoyage des conduites d'égout comprenant une buse qui injecte de l'eau sous haute pression pour, à la fois, nettoyer le fond de la canalisation et déplacer le système sous l'effet du jet sous haute pression. Mais ce système ne permet pas un nettoyage complet de toute la surface interne de la canalisation. Les systèmes de l'art antérieur qui ont été décrits ci-avant ne sont pas adaptés pour fournir un nettoyage efficace de la paroi interne d'une canalisation, en particulier de toute la partie interne d'une canalisation visitable. I1 est donc proposé un dispositif et un système de nettoyage d'une canalisation, qui pallient les inconvénients cités ci-avant. En outre, il est proposé un dispositif qui soit facilement transportable à l'intérieur de la canalisation. Selon un aspect, il est ainsi proposé un dispositif de nettoyage d'une canalisation, comprenant un arbre d'entraînement monté en rotation selon un premier axe de rotation, un élément articulé entraîné en rotation par l'arbre d'entraînement, et un bras porte-buse monté à une première extrémité sur l'élément articulé et comportant à une deuxième extrémité une buse de nettoyage. Dans ce dispositif, l'élément articulé comprend au moins un moyen de mise en rotation du bras porte-buse autour d'un deuxième axe de rotation perpendiculaire au premier axe de rotation. Grâce à un tel dispositif, on peut orienter la buse de nettoyage en direction de chacune des parties de la paroi interne de la canalisation pour obtenir un nettoyage efficace. L'élément articulé peut comprendre un moyen supplémentaire de mise en rotation du bras porte-buse autour d'un troisième axe de rotation perpendiculaire au deuxième axe de rotation. Le dispositif peut en outre comprendre des moyens de commande aptes à commander les moyens de mise en rotation du bras porte-buse. Les moyens de commande peuvent être électriques, et/ou hydrauliques, et/ou pneumatiques. Selon un mode de réalisation, ledit au moins un moyen de mise en rotation comporte au moins un vérin. Selon un autre mode de réalisation, le moyen supplémentaire comporte un vérin. Le dispositif peut également comprendre un capteur de position monté fixe sur la deuxième extrémité du bras porte-buse. Le dispositif peut comprendre plusieurs pièces démontables, et dans lequel chaque pièce démontable du dispositif a un diamètre sensiblement égal à 80 centimètres. Ainsi, on peut facilement transporter les différents éléments du dispositif de nettoyage à l'intérieur d'une canalisation visitable. La buse peut être montée sur une rotule de la deuxième extrémité du bras porte-buse. Le dispositif peut en outre comporter un ressort monté entre la deuxième extrémité du bras porte-buse et la buse pour ramener la buse dans une position moyenne. Le dispositif peut comprendre un support de la buse monté sur la rotule et comportant au moins deux roues destinées à rouler sur la paroi interne de la canalisation. Selon un autre aspect, il est proposé un système de nettoyage d'une canalisation, comprenant un véhicule de transport et un dispositif de nettoyage tel que décrit ci-avant monté sur le véhicule. Le système peut en outre comprendre un support de l'arbre d'entraînement monté sur le véhicule et apte à régler la position de l'arbre d'entraînement par rapport au véhicule. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de réalisation de l'invention, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 et 2 illustrent de façon schématique un mode de réalisation d'un système muni d'un dispositif de nettoyage ; - la figure 3 illustre de façon schématique une vue en coupe du système décrit aux figures 1 et 2 selon un plan transversal à la canalisation ; - la figure 4 illustre de façon schématique un mode de réalisation du dispositif de nettoyage ; et - la figure 5 illustre de façon schématique une autre vue en coupe du dispositif de nettoyage décrit à la figure 4. Sur les figures 1 à 3, on a représenté un système 1 de nettoyage d'une canalisation 2 d'égout, comprenant un véhicule 3 de transport et un dispositif de nettoyage 4 monté mobile sur le véhicule 3. Comme illustré sur la figure 3, la canalisation 3 peut être du type ovoïde et comporte une partie de voûte V, deux parois latérales L, et une partie inférieure étroite F. Le véhicule 4 comporte un moteur 5 monté sur un châssis 6. Le moteur 5 peut être du type électrique ou hydraulique ou encore pneumatique, et est relié à un élément d'alimentation 60 équipé pour alimenter le véhicule 3 par l'intermédiaire d'un conduit de distribution d'alimentation 61. De préférence, les différents éléments du véhicule 3 et du dispositif de nettoyage 4 sont démontables, et la taille de chaque élément est adaptée au diamètre des passages 62 par lesquels le personnel accède à l'intérieur de la canalisation 2, afin de pouvoir descendre les éléments démontés dans la canalisation 2. En particulier ces éléments ont un diamètre inférieur à 1 m, de préférence inférieur à 80 cm, ce qui les rend légers pour faciliter leur manipulation dans la canalisation 2. En effet, grâce à une taille et un poids réduits, le remontage du système de nettoyage 1 dans la canalisation 2 est plus simple et plus rapide. La structure du châssis 6 du véhicule 3 est réalisée, par exemple, à l'aide de poutres tubulaires. Le véhicule 3 comprend un ensemble de plusieurs roues 7, en particulier au moins deux roues 7. L'ensemble de roues comporte au moins une roue entrainée par le moteur 5. Le véhicule 1 comporte également plusieurs moyens de stabilisation 20,21,22 pour stabiliser le véhicule 3 contre les parois latérales L de la canalisation 2. Chaque moyen de stabilisation 20,21,22 peut comporter au moins une roue 24 destinée à être en contact avec une paroi latérale L de la canalisation 2. Les roues 24 des moyens de stabilisation 20,21,22 peuvent être, par exemple montées sur des bras montés réglables manuellement 25 sur le véhicule 3, ou montées sur des bras montés oscillant 26 sur le véhicule 3. Les moyens de stabilisation 20,21,22 permettent également de centrer latéralement le véhicule 3 par rapport à la canalisation 2. Par ailleurs, le véhicule 3 peut également comprendre un moyen d'appui 8 muni d'une roue 9 destinée à être en contact avec la voûte V de la canalisation 2. Le moyen d'appui 8 permet d'empêcher le basculement du véhicule 3 dans la canalisation 2. Le moyen d'appui 8 comprend deux chapes 10,11 montées fixes sur le châssis 6, un vérin 12, et un bras oscillant 13. La roue 9 est montée à une première extrémité du bras oscillant 13. La deuxième extrémité du bras oscillant 13 est montée sur une première chape 10, et le vérin 12 est monté entre la deuxième extrémité du bras oscillant 13 et la deuxième chape 11. Le dispositif de nettoyage 4 est monté mobile sur le châssis 6 du véhicule 3 et comprend un ensemble palier 30, un élément articulé 31, un bras porte-buse 32, un support de buse SB et une buse B apte à projeter, sur la paroi interne de la canalisation 2, un fluide pour le nettoyage de la canalisation. L'ensemble palier 30 comprend un cylindre 33 monté fixe sur deux entretoises 34 fixées sur le châssis 6. Le cylindre 33 comprend deux paliers 35 et un arbre d'entraînement 36 monté en rotation sur les paliers 35 par rapport à un premier axe longitudinal Al par rapport au véhicule 3. L'ensemble palier 30 comprend en outre un moteur 37 hydraulique, pneumatique ou électrique pour animer en rotation l'arbre d'entraînement 36 selon un angle de rotation, par exemple égale à environ 200°. En outre, le véhicule 3 peut comprendre une autre buse, non représentée sur les figures, fixée sur le châssis 6 pour assurer le nettoyage de la partie inférieure F de la canalisation 2. Avantageusement, l'ensemble palier 30 peut comprendre un capteur de fin de course pour arrêter la rotation de l'arbre d'entraînement 36. Les entretoises 34 sont configurées pour régler la hauteur de l'arbre d'entraînement 36 en fonction de la hauteur de la canalisation 2. Par exemple, la structure de l'ensemble palier 30 est réalisée à partir de poutres tubulaires. L'élément articulé 31 comporte une base 38 montée fixe à une extrémité de l'arbre d'entraînement 36, et un support de bras 39 apte à être animé en rotation selon un deuxième axe A2 perpendiculaire au premier axe Al et selon un troisième axe A3 perpendiculaire aux deux axes précédents Al,A2. Le bras porte-buse 32 est monté fixe à une première extrémité El sur le support de bras 39. L'élément articulé 31 peut comprendre un seul vérin ou plusieurs vérins pour animer en rotation le support de bras 39. L'élément articulé 31 comprend, de préférence, deux premiers vérins 40,41 montés à leurs premières extrémités de part et d'autre du support de bras 39 et à leurs deuxièmes extrémités sur la base 38. Les deux premiers vérins 40,41 coopèrent pour animer en rotation le support de bras 39 par rapport au deuxième axe A2. Par ailleurs, la rotation du support de bras 39 par rapport au deuxième axe A2 est assurée par une chape 42 montée fixe sur la base 38. En d'autres termes, les deux premiers vérins et la chape 42 permettent de lever et baisser le support de bras 39 dans la canalisation 2. L'élément articulé 31 comprend en outre un support de vérin 43 monté en rotation sur la base 38 et un troisième vérin 44 monté entre la première extrémité El du bras porte-buse 32 et le support de vérin 43. Le troisième vérin permet d'animer en rotation le support de bras 39, et donc le bras porte-buse 32, par rapport au troisième axe A3. Le troisième vérin 44 assure le maintien en pression du support de buse SB contre la paroi interne de la canalisation 2. La structure du bras porte-buse 32 peut être réalisée en treillis. Le support de buse SB est monté en rotation, par l'intermédiaire d'une rotule 45, sur la deuxième extrémité E2 du bras porte-buse 32. A la place de la rotule 45, on peut utiliser une articulation comprenant des axes et paliers, ou des pièces flexibles, par exemple en élastomère, pour fournir une oscillation suffisante et un effet ressort en même temps. Le support de buse SB comporte un châssis 46 sur lequel sont montées en rotation au moins deux roues 47 libres, de préférence trois roues 47 libres. Les roues 47 libres permettent de maintenir une distance sensiblement constante entre la buse B et la paroi de la canalisation 2. La distance moyenne entre la buse B et la paroi est réglable en fonction des opérations à effectuer sur la paroi. En général, les opérations d'hydro-démolition nécessitent des distances faibles, inférieures à 30 mm, en particulier entre 5 mm et 30 mm, alors que les opérations de nettoyage peuvent être effectuées à des distances plus grandes, jusqu'à 100 mm ou plus. Par ailleurs, un ressort peut être monté entre la deuxième extrémité E2 du bras porte-buse 32 et le support de buse SB pour ramener la buse B dans une position moyenne. Ainsi, le troisième vérin 44 permet de maintenir une pression sur les roues 47 du support de buse SB malgré les imperfections de la paroi de la canalisation 2. En outre, le dispositif de nettoyage 4, comporte un capteur de position 48 monté sur la deuxième extrémité E2 du bras porte-buse 32 pour déterminer la position de la buse B par rapport à la canalisation 2. Avantageusement, la deuxième extrémité E2 peut comprendre une roue qui touche la paroi de la canalisation 2 lorsque la deuxième extrémité E2 du bras porte-buse 32 atteint sa position la plus basse. Avantageusement, le dispositif de nettoyage 4 peut comprendre un contrôleur couplé au capteur de position 48 afin de détecter des obstacles, et arrêter les mouvements du bras porte-buse 32. Le dispositif de nettoyage 4 comporte en outre des moyens de commande 49 pour commander les mouvements du dispositif de nettoyage 4 selon les trois axes de rotation AI,A2,A3 et pour distribuer le fluide à projeter par la buse B. Le fluide à projeter est stocké, par exemple dans l'élément d'alimentation 60, ou un autre moyen de stockage, puis est transmis, par un canal 50, aux moyens de commande 49 selon les besoins. Les informations sur le cycle de nettoyage en cours peuvent être transmises à la surface depuis les moyens de commande 49 pour que les opérateurs puissent surveiller le fonctionnement du dispositif de nettoyage 4. Le dispositif de nettoyage ainsi décrit assure la rotation de la buse selon trois axes de rotation orientés respectivement selon les trois axes de la canalisation, ainsi la buse peut suivre la paroi de la canalisation. I1 est particulièrement adapté pour assurer un nettoyage efficace de la canalisation. REVENDICATIONS1. Dispositif de nettoyage d'une canalisation, comprenant un arbre d'entraînement (36) monté en rotation selon un premier axe de rotation (Al), un élément articulé (31) entraîné en rotation par l'arbre d'entraînement, et un bras porte-buse (32) monté à une première extrémité (El) sur l'élément articulé (31) et comportant à une deuxième extrémité (E2) une buse de nettoyage (B), caractérisé en ce que l'élément articulé (31) comprend au moins un moyen de mise en rotation du bras porte-buse autour d'un deuxième axe de rotation (A2) perpendiculaire au premier axe de rotation (Al). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'élément articulé (31) comprend un moyen supplémentaire de mise en rotation du bras porte-buse autour d'un troisième axe de rotation (A3) perpendiculaire au deuxième axe de rotation (A2). 3. Dispositif selon la revendication 2, comprenant des moyens de commande (49) aptes à commander les moyens de mise en rotation du bras porte-buse (32). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les moyens de commande (49) sont électriques, et/ou hydrauliques, et/ou pneumatiques. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit au moins un moyen de mise en rotation comporte au moins un vérin (40). 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel le moyen supplémentaire comporte un vérin (44). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant un capteur de position (48) monté fixe sur la deuxième extrémité (E2) du bras porte-buse (32). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant plusieurs pièces démontables, et dans lequel chaque pièce démontable du dispositif a un diamètre sensiblement égal à 80 centimètres. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la buse (B) est montée sur une rotule (45) de la deuxième extrémité (E2) du bras porte-buse (32). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, comportant un ressort monté entre la deuxième extrémité (E2) du bras porte-buse (32) et la buse (B) pour ramener la buse dans une position moyenne. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, comprenant un support (SB) de la buse monté sur la rotule (45) et comportant au moins deux roues (47) destinées à rouler sur la paroi interne de la canalisation. 12. Système de nettoyage d'une canalisation, comprenant un véhicule de transport (3) et un dispositif de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 11, monté sur le véhicule (3). 13. Système selon la revendication 12, comprenant un support (33) de l'arbre d'entraînement (36) monté sur le véhicule (3) et apte à régler la position de l'arbre d'entraînement (36) par rapport au véhicule (3).