Brevet FR2961735A1 — publié le 20111230

DISPOSITIF POUR COUPER AU MOINS UNE EXTREMITE DE CAROTTES La présente invention concerne les dispositifs pour couper au moins une extrémité de carottes en un matériau relativement dur, comme celles que l'on peut obtenir en carottant du béton ou analogue, qui se présentent sous la forme de cylindres de révolution, ces coupes ayant essentiellement pour but de réaliser des tronçons de carottes ayant des faces d'extrémité les plus planes possible et parallèles entre elles, de préférence perpendiculaires 10 à l'axe de révolution des cylindres. On sait que l'on est obligé, notamment pour la surveillance d'ouvrages en béton comme des barrages, des dalles, des tunnels, des bâtiments, des ponts ou analogues, de procéder, dans ces ouvrages, à des prélèvements de carottes au moyen d'un carottier bien connu en lui même 15 (parfois désigné sous le terme "carotteuse"). Une telle carotte se présente sous la forme d'un cylindre de révolution d'une certaine longueur, mais dont les extrémités ne sont généralement ni planes (comportant même des aspérités), ni parallèles entre elles, et qui est souvent trop longue pour qu'elle puisse être soumise correctement à des 20 tests, par exemple dans des presses, pour mesurer sa résistance à la compression afin de déterminer la qualité et la tenue dans le temps du matériau dans lequel elle a été prélevée, pour éventuellement décider s'il est nécessaire d'intervenir ou non pour la consolidation de l'ouvrage qui a été réalisé dans ce matériau. 25 Pour pallier cet inconvénient, on coupe la carotte en tronçons de relativement courte longueur, et surtout ayant des faces d'extrémités parallèles entre elle et les plus planes possible, de préférence perpendiculaires à son axe de révolution pour obtenir des éprouvettes qui sont aptes à être testées. 30 Pour réaliser ces coupes d'extrémité de carottes, on utilise une scie généralement circulaire associée à un dispositif complexe et onéreux. Tous les dispositifs de coupe de ce type qui existent actuellement ne sont en général pas satisfaisants car ils produisent beaucoup trop de déchets, notamment par le fait que, lors de la coupe de la carotte, des tronçons se cassent et/ou les extrémités s'ébrèchent. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de. réaliser un dispositif pour couper au moins une extrémité de carottes en un matériau relativement dur se présentant sous la forme de cylindres de révolution, pour réaliser des faces d'extrémités planes, qui pallie les inconvénients mentionnés ci-dessus des dispositifs de coupe de carottes de l'art antérieur, tout en présentant une structure simple et donc peu onéreuse, et qui permette en outre de réaliser presque simultanément une pluralité de tronçons, ce qui, en finale, confère à 10 ce dispositif de coupe un prix de revient très faible, en tout cas très inférieur à celui des dispositifs de coupe de carottes de l'art antérieur. Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif pour couper au moins une extrémité de carottes en un matériau relativement dur se présentant sous la forme d'un cylindre de révolution autour d'un premier 15 axe de révolution et de rayon R, caractérisé par le fait qu'il comporte - une embase, - une lame de scie, - des moyens pour animer ladite lame de scie en mouvement de coupe dans un plan de coupe, 20 des moyens pour déplacer ladite lame de scie par rapport à ladite embase, en translation dans le plan de coupe, - au moins un berceau se présentant sous la forme d'au moins une première portion de cylindre de révolution autour d'un deuxième axe de révolution et de rayon R, au moins une première extrémité du dit berceau 25 étant ouverte, ledit berceau comportant en outre une ouverture latérale définie dans un plan parallèle au dit deuxième axe de révolution et situé entre ce dit deuxième axe de révolution et ladite première portion de cylindre, - des moyens pour solidariser ledit berceau avec ladite embase de 30 façon que ladite première extrémité du dit berceau soit située à proximité du plan de coupe et que le deuxième axe de révolution fasse, avec le plan de coupe, un angle non nul, - au moins une pièce d'appui, des moyens pour déplacer ladite pièce d'appui entre deux positions : * une première position dans laquelle la pièce d'appui est entièrement contenue dans le demi-espace délimité par un plan parallèle au plan de coupe en passant par la première extrémité du berceau et contenant ledit berceau, et dans laquelle la distance minimale entre la pièce d'appui et le deuxième axe de révolution est sensiblement égale à la valeur R, et * une seconde position dans laquelle la pièce d'appui est entièrement contenue dans ledit demi-espace, et dans laquelle la distance minimale entre la pièce d'appui et le deuxième axe de révolution est 10 supérieure à la valeur R. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels : Les figures 1 et 2 représentent, sous forme schématique, un mode de 15 réalisation du dispositif selon l'invention pour couper des carottes en un matériau relativement dur et se présentant sous la forme de cylindres de révolution, respectivement en vue de face et en vue de côté. II est tout d'abord précisé que, sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments, quelle que soit la figure sur laquelle elles 20 apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leurs références peuvent être aisément retrouvées en se reportant à l'autre figure. II est aussi précisé que les figures représentent essentiellement un 25 mode de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette invention. Il est en outre précisé que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction 30 donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Réciproquement, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces éléments. Il est enfin précisé que lorsque, dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, soit en combinaison totale etlou partielle. 10 La présente invention est relative à un dispositif pour couper au moins une extrémité de carottes Ca en un matériau relativement dur se présentant sous la forme d'un cylindre de révolution autour d'un premier axe de révolution Ar et de rayon R, pour réaliser des tronçons de carottes ayant des faces d'extrémités planes et parallèles entre elles, ces carottes étant 15 généralement obtenues par carottage dans des matériaux durs comme du béton dans des ouvrages d'art tels que des bâtiments, tunnels, ponts, dalles, etc. En référence indifféremment aux deux figures, le dispositif comporte une embase 10 de tout type, par exemple une table ou analogue, une lame 20 de scie 12, des moyens 16 pour animer cette lame de scie 12 en mouvement de coupe dans un plan de coupe 14, et des moyens pour déplacer la lame de scie par rapport à l'embase 10, en translation dans le plan de coupe 14. Le dispositif comporte outre au moins un berceau 20 se présentant 25 sous la forme d'au moins une première portion de cylindre 21 de révolution autour d'un deuxième axe de révolution 22 et de rayon R, au moins une première extrémité 25 de ce berceau étant ouverte, le berceau 20 comportant en outre une ouverture latérale 24 définie dans un plan parallèle au deuxième axe de révolution 22 et situé entre ce deuxième axe de 30 révolution 22 et la première portion de cylindre 21, et des moyens pour solidariser ce berceau 20 avec l'embase 10 de façon que la première extrémité 25 du berceau soit située à proximité du plan de coupe 14 et que le deuxième axe de révolution 22 fasse, avec le plan de coupe 14, un angle non nul qui, de façon très avantageuse, sera un angle droit, comme illustré sur les figures. Les moyens pour solidariser le berceau 20 avec. l'embase 10 sont du domaine de l'homme du métier, par exemple constitués d'un boulonnage, soudage, vissage, etc. Le dispositif de coupe de carottes selon l'invention comporte aussi au moins une pièce d'appui 30 et des moyens 40 pour déplacer la pièce d'appui entre deux positions P1, P2. La première position P1 est celle dans laquelle la pièce d'appui est 10 entièrement contenue dans le demi-espace 60 délimité par un plan 41 parallèle au plan de coupe 14 en passant par la première extrémité 25 du berceau 20 et contenant le berceau, et dans laquelle la distance minimale entre la pièce d'appui et le deuxième axe de révolution 22 est sensiblement égale à la valeur R. 15 La seconde position P2 est celle dans laquelle la pièce d'appui est entièrement contenue dans le même demi-espace 60, et dans laquelle la distance minimale entre la pièce d'appui et le deuxième axe de révolution est supérieure à la valeur R. Cependant, dans un mode de réalisation particulièrement avantageux 20 et préférentiel permettant d'obtenir un très bon maintien des carottes, la pièce d'appui 30 se présente sous la forme d'au moins une seconde portion de cylindre 31 de révolution autour d'un troisième axe de révolution 32 et de rayon R, au moins une première extrémité 35 de cette pièce d'appui étant ouverte, la pièce d'appui comportant en outre une ouverture latérale 34 25 définie dans un plan parallèle au troisième axe de révolution 32 et situé entre ce troisième axe de révolution et la seconde portion de cylindre 31. Dans ce mode de réalisation, lorsque la pièce d'appui 30 est dans sa première position P1, la seconde portion de cylindre 31 est entièrement contenue dans le demi-espace 60 délimité par un plan 41 parallèle au plan 30 de coupe 14 en passant par la première extrémité 25 du berceau 20 et contenant le berceau 20, les deuxième et troisième axes de révolution 22, 32 sont confondus, les plans des ouvertures latérales 24, 34 respectivement des première et seconde portions de cylindre 21, 31 sont sensiblement parallèles et la première extrémité 35 de la pièce d'appui 30 est tournée vers le plan de coupe 14. Dans la seconde position P2, les deuxième et troisième axes de révolution 22, 32 ne sont pas confondus, la pièce d'appui reste constamment dans le demi-espace 60. Selon une réalisation possible, les moyens 40 pour déplacer la pièce d'appui 30 entre les première et seconde positions P1, P2 telles que définies ci-dessus, comportent des moyens pour monter la pièce d'appui 30 en rotation par rapport à l'embase 10 autour d'un premier axe de rotation 42 10 perpendiculaire aux deuxième et troisième axes de révolution 22, 32, et des moyens 43 pour commander la pièce d'appui 30 en rotation R2 autour de ce premier axe de rotation 42 entre les première et seconde positions P1, P2. De préférence, ces moyens 43 pour commander la pièce d'appui 30 en rotation autour du premier axe de rotation 42 entre les deux positions 15 P1, P2 comportent essentiellement un manche de manipulation 44, des moyens pour monter ce manche de manipulation en rotation RI par rapport à l'embase 10, de préférence dans un plan sensiblement perpendiculaire au premier axe de rotation 42, et des moyens 48 pour coupler ce manche de manipulation 44 et la pièce d'appui 30 de façon que, par une rotation RI du 20 manche de manipulation 44 dans un sens, figure 2, la pièce d'appui 30 soit animée d'un mouvement de rotation R2 autour du premier axe de rotation 42 dans le sens opposé. Les moyens 48 pour coupler le manche de manipulation 44 et la pièce d'appui 30 sont constitués par une came 51 dont une première 25 extrémité 52 est montée rotative en un premier point 53 sur l'embase 10 et dont la seconde extrémité 54 est montée rotative en un deuxième point 55 sur le manche de manipulation 44, une extrémité 46 du manche de manipulation 44 étant montée rotative en un troisième point 47 sur la pièce d'appui 30, ce troisième point n'étant pas situé sur le premier axe de rotation 30 42 défini ci-avant. Les moyens pour monter en rotation le manche de manipulation 44 et la came 51 respectivement aux points 47, 55 et 53 seront avantageusement choisis sous la forme d'axes de rotation, tous parallèles entre eux et au premier axe de rotation 42, bien qu'ils puissent être réalisés sous d'autres formes, par exemple sous la forme de rotules ou analogues. Cette réalisation permet d'obtenir un dispositif en fonctionnement moins encombrant, d'amplifier la force exercée sur le manche de manipulation 44, et de bloquer automatiquement la rotation du manche de manipulation quand la pièce d'appui 30 est dans sa première position P1, sans que ce blocage soit irréversible. Selon une réalisation préférentielle comme celle illustrée sur les figures 1 et 2, la lame de scie 12 est plane et circulaire, et les moyens 16 10 pour l'animer en mouvement de coupe dans le plan de coupe 14 sont constitués par un moteur 70, de préférence un moteur électrique, dont l'arbre de sortie 71 est solidaire du centre de la lame de scie 12, pour pouvoir l'entraîner en rotation et couper la carotte Ca comme explicité ci-après. 15 Comme mentionné précédemment, le dispositif comporte en outre des moyens pour déplacer la lame de scie 12 par rapport à l'embase 10 en translation dans le plan de coupe 14, pour assurer toute la coupe de la carotte Ca (ou des carottes). Ces moyens pour déplacer la lame de scie en translation par rapport à l'embase sont constitués, par exemple, d'une 20 glissière 80 solidaire de l'embase 10 et qui a un chemin de glissement rectiligne parallèle au plan de coupe, et de moyens 82 pour monter le moteur 70 en translation sur la glissière 80 de façon que, lorsque le moteur se déplace par rapport à cette glissière, la lame de scie, tout en tournant, se déplace dans le plan de coupe et procède à la coupe de la carotte Ca, ou de 25 plusieurs carottes placées les unes à côté des autres comme explicité ci-après. Comme mentionné ci-dessus, le dispositif a été décrit de façon que l'angle que fait le deuxième axe de révolution 22 avec le plan de coupe 14 soit de façon très avantageuse égal à un angle droit, afin de pouvoir réaliser 30 sans problèmes majeurs tous les tests auxquels les tronçons de carottes seront ou doivent être soumis. Le dispositif a été décrit ci-dessus dans le cas où il comporte un berceau 20 et une pièce d'appui 30 associée à ce berceau, chacun comportant une portion de cylindre de révolution 21, 31. Cependant, comme dans le mode de réalisation illustré plus particulièrement sur la figure 1, le berceau 20 peut comporter une pluralité de premières portions de cylindre de révolution 21 dont les axes de révolution 22 sont tous parallèles entre eux et sensiblement situés dans un même premier plan, et la pièce d'appui 30 peut comporter une pluralité de secondes portions de cylindre de révolution 31 dont les axes de révolution 32 sont, eux aussi, tous parallèles entre eux et sensiblement situés dans un même second plan. Dans ce cas, selon une réalisation préférentielle et avantageuse, les 10 moyens pour monter en rotation la pièce d'appui 30 et la came 51 respectivement aux points 42 et 53 sont situés sur une patte 100 solidaire de l'embase 10, soit rapportée sur l'embase 10 soit d'une seule pièce avec celle-ci, figures 1 et 2. Cette patte 100 est alors d'une épaisseur parallèle à l'axe 42 qui est au plus égale à la différence entre la distance séparant deux 15 axes de révolution 22 consécutifs et la valeur 2R, et elle est située sur l'embase 10 de façon que deux carottes de plus grande longueur que celle du berceau 20 soient aptes à passer de part et d'autre de cette patte 100. En outre, la glissière 80 est agencée pour que son chemin de glissement soit parallèle au premier plan défini ci-dessus de façon que la 20 coupe des carottes soit relativement identique et homogène pour toutes les carottes. Pour un fonctionnement optimum du dispositif de coupe de carottes selon l'invention et éviter notamment des cassures au niveau des extrémités des tronçons quand la scie coupe ces carottes, il est tout à fait préférable 25 que le dispositif comporte en outre, comme illustré sur les deux figures, une contre plaque 90 comportant au moins un orifice cylindrique 92 de révolution autour d'un quatrième axe de révolution 94 et de rayon R, cet orifice cylindrique débouchant, par une extrémité, sur une face 96 de la contre plaque 90, et des moyens pour solidariser la contre plaque avec l'embase 10 30 de façon que sa face 96 soit en regard de la première extrémité 25 du berceau, que le quatrième axe de révolution 94 soit confondu avec le deuxième axe de révolution 22 du berceau et que le plan de coupe 14 soit situé entre cette face 96 de la contre plaque 90 et la première extrémité 25 du berceau. De cette façon, lors de sa coupe, chaque carotte est parfaitement maintenue, d'une part en étant pincée entre le berceau 20 et la pièce d'appui 30, et d'autre part en étant enfichée dans l'orifice 92 par son extrémité émergeant du berceau et qui doit subir la coupe. Quand le dispositif comporte une pluralité de premières et secondes portions de cylindres de révolution comme décrit précédemment, la contre plaque 90 comporte une même pluralité d'orifices cylindriques 92 et les 10 quatrièmes axes de révolution 94 sont respectivement colinéaires avec les deuxièmes axes de révolution 22 de la pluralité des premières portions de cylindre de révolution 21. De façon avantageuse, pour ne pas limiter l'utilisation du dispositif à des carottes Ca ayant des longueurs initiales relativement petites, les 15 première et seconde portions de cylindre 21, 31 sont ouvertes à leurs deux extrémités, de même que les orifices 92 de la contre plaque. Le dispositif de coupe de carottes décrit ci-dessus peut par exemple s'utiliser de la façon suivante Les carottes Ca de rayon R dont on veut couper une extrémité sont 20 respectivement placées dans les premières portions de cylindre 21 de rayon R du berceau 20, avec leurs extrémités à couper respectivement enfichées dans les orifices correspondants 92 de la contre plaque 90, les pièces d'appui 30 correspondantes étant dans leur seconde position P2 illustrée en traits interrompus sur la figure 2. 25 Ensuite, par actionnement du manche de manipulation 44 pour le faire tourner dans le sens dextrorsum selon la figure 2, les pièces d'appui 30 sont pivotées dans le sens senestrorsum jusqu'à ce qu'elles recouvrent les carottes Ca en épousant la partie de leur surface latérale émergeant du berceau 20. Les carottes à couper, le berceau 20 et la pièce d'appui 30 sont 30 alors dans la position illustrée en traits continus sur les figures 1 et 2. Quand les carottes sont ainsi maintenues, la lame de scie 12, par exemple spéciale béton quand les carottes sont en ce matériau, est animée d'un mouvement de rotation par le moteur 70, tout en lui imprimant un mouvement de translation le long de la glissière 80 au fur et à mesure que s'effectue la coupe des carottes rencontrées par la lame scie 12. Avec ce dispositif qui est à l'évidence d'une structure très simple et donc peu onéreuses, du fait que l'extrémité des carottes qui doit être coupée est bien maintenue dans la contre plaque 90 et que la lame de scie 12 se déplace dans l'espace défini entre la face 96 de la contre plaque et l'extrémité ouverte 25 du berceau, qui peut être très étroit, on obtient une surface de coupe parfaitement plane, ainsi que très peu de déchets par cassure ou ébrèchements. 10 Pour obtenir une surface de coupe opposée afin de réaliser une éprouvette de test, bien connue en elle-même, il suffit, soit de translater chaque carotte suivant l'axe 22, soit de retourner chaque carotte, et de procéder à la coupe, de la même façon que pour la première face de coupe.