Brevet FR3031565A1 — publié le 20160715

Procédé de fonçage sans tranchée L'invention concerne un procédé de fonçage sans tranchée ainsi que le dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé. La présente invention entre dans le domaine des travaux publics. Elle concerne plus particulièrement la pose de canalisations par fonçage. Une canalisation dans le cadre de cette invention fait référence à au moins un tuyau permettant le passage sous terrain de liquides tels que par exemple de l'eau potable ou pas, de gaz, de matériaux pulvérulents, de câbles tels que des câbles de transmission d'information ou d'électricité, d'autres tuyaux ou tout autre chose pouvant voyager à travers des tuyaux sous terrain. La pose de canalisation nécessite généralement des travaux préparatoires tels que la création de tranchées plus ou moins profondes sur toute la longueur de la canalisation à poser. Ces tranchées peuvent avoir des inconvénients certains. Elles représentent tout d'abord un travail de creusement puis doivent ensuite être remblayées et compactées, le revêtement, s'il a lieu, doit aussi être reposé. Elles peuvent aussi poser des problèmes supplémentaires dans les cas particuliers où le trajet de la canalisation traverse une route. Dans ce cas, la circulation automobile doit être aménagée le temps des travaux. Le trajet d'une canalisation peut aussi traverser une voie ferrée, une piste d'aérodrome, le parcours d'un cours d'eau avec les problèmes de logistique associés. Une solution technique a été apportée pour tenter de répondre à certains des inconvénients précités et donc tenter d'éviter le creusement de tranchées. Il s'agit de forages horizontaux permettant la pose de canalisations. Cette solution présente néanmoins un inconvénient majeur. En effet, selon la nature du sol, les parois peuvent être très fragiles et s'effondrer facilement. C'est en ce sens qu'une autre technique a été développée. Il s'agit du fonçage. Ce procédé utilise un tuyau, de préférence en acier, qu'on enfonce à travers le sol par battage. Le terme battage signifie qu'on frappe sur l'extrémité proximale du tuyau pour le faire pénétrer dans un sol meuble par son extrémité distale. Suivant la longueur de la canalisation prévue, il est nécessaire de raccorder un certain nombre de tuyaux entre eux par des soudures. Ces soudures doivent être réalisées avec le plus grand soin par un personnel spécialisé et respecter un alignement parfait. Elles doivent effectuer une étanchéité parfaite spécialement quand la canalisation doit permettre le passage d'un fluide. Les principaux inconvénients de ce procédé est qu'il est limité aux sols meubles de type alluvionnaires, c'est-à-dire comprenant du sable et/ou du gravier de par la résistance limitée des soudures aux chocs du battage. De plus, un personnel spécialisé n'est pas toujours accessible pour de tels travaux de soudures. Aussi, l'étanchéité des soudures ne peut être garantie. Ce dernier inconvénient peut être un souci majeur lors de l'utilisation de la canalisation pour le passage de fluides. 3031565 2 La présente invention se propose de remédier à au moins une partie des inconvénients précités grâce à un procédé de fonçage pour la pose, dans un sol, de tuyaux de canalisation caractérisé par le fait que : a. On enfonce une extrémité distale d'un premier tronçon de tuyau dans 5 ledit sol par battage sur son extrémité proximale ; b. On raboute sur ladite extrémité proximale dudit premier tronçon de tuyau, un second tronçon de tuyau par l'intermédiaire d'un raccord tubulaire ; c. On insère partiellement dans ladite extrémité proximale dudit premier 10 tronçon de tuyau, ledit raccord tubulaire ; d. On insère sur ledit raccord tubulaire inséré dans ledit premier tronçon de tuyau, l'extrémité distale dudit second tronçon de tuyau ; e. On enfonce dans ledit sol ledit second tronçon de tuyau par battage sur son extrémité proximale. 15 L'invention concerne aussi un raccord tubulaire pour la mise en oeuvre de l'invention ainsi qu'un dispositif de fonçage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre se rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif 20 La compréhension de cette description sera facilitée en se référant aux dessins joints, dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement un raccord tubulaire pour la mise 25 en oeuvre du procédé selon l'invention ; - la figure 3 représente schématiquement un tuyau pour la mise en oeuvre du procédé selon un autre mode de réalisation de l'invention. Ainsi et tel que visible sur les figures 1 à 3, la présente invention concerne tout d'abord un procédé de fonçage pour la pose, dans un sol 1, de tuyaux 2 de 30 canalisation. Ce procédé est caractérisé par le fait qu'il se déroule en au moins les étapes a. à e. : a. On enfonce une extrémité distale 21 d'un premier tronçon de tuyau 2 dans ledit sol 1 par battage sur son extrémité proximale 22 ; b. On raboute sur ladite extrémité proximale 22 dudit premier tronçon de 35 tuyau 2, un second tronçon de tuyau par l'intermédiaire d'un raccord tubulaire 3 ; c. On insère partiellement dans ladite extrémité proximale 22 dudit premier tronçon de tuyau 2, ledit raccord tubulaire 3 ; d. On insère sur ledit raccord tubulaire 3 inséré dans ledit premier 40 tronçon de tuyau 2, l'extrémité distale dudit second tronçon de tuyau ; e. On enfonce dans ledit sol 1 ledit second tronçon de tuyau par battage sur son extrémité proximale. 3031565 3 Les tuyaux 2 selon l'invention sont préférentiellement en métal suffisamment résistant, tel que l'acier, pour soutenir d'une part les chocs subis par le battage et d'autre part pour traverser le sol 1. Les tuyaux 2 sont des cylindres creux dont les extrémités proximale 22 et distale 5 21 se situent sur les bases 23 du cylindre. Les termes « proximale » et « distale » font référence à la position relative de l'utilisateur face au tuyau 2. Un raccord tubulaire 3 selon l'invention est une pièce mécanique en forme de tube présentant deux extrémités 31 appelées aussi bases mais qui n'est pas 10 nécessairement un cylindre. Le principal avantage du procédé de l'invention, mis à part l'économie de l'utilisation de tranchées, est la non-utilisation de soudures pour raccorder les différents tuyaux 2 pour réaliser une canalisation et l'économie résultante de personnel spécialisé. 15 Un autre avantage majeur de ce procédé est de pouvoir effectuer des fonçages dans des sols moins meubles que les sols alluvionnaires. En effet la présence de pierres n'est plus un obstacle. Le raccord tubulaire 3 offre une résistance aux chocs du battage bien supérieure à ce que permet une soudure. Un autre avantage encore est le gain de temps qu'apporte une économie de 20 soudures. Avantageusement, le procédé de fonçage consiste en une étape supplémentaire : f On crée un sertissage entre le raccord tubulaire 3 et une desdites extrémités 21, 22 desdits tuyaux 2. Dans ce cas, le raccord tubulaire 3 peut être inséré complètement lors des étapes 25 de battage. La violence des chocs de battage fait que l'insertion résulte en un sertissage des tuyaux 2 raccordés. Les raccords 3 deviennent donc parfaitement étanches. Un sertissage, en comparaison avec une soudure, apporte aussi une plus grande durée de vie aux liaisons entre les tuyaux 2. Préférentiellement, le procédé de fonçage consiste en une étape supplémentaire : 30 g. On reprend successivement les opérations b. à e. selon la longueur de canalisation à poser. Cette étape est nécessaire quand l'utilisateur veut installer plus de deux tuyaux 2 pour une canalisation. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le procédé de fonçage 35 consiste en une étape supplémentaire : h. On réalise un puits 4 de lancement. Un puits 4 selon l'invention est le creusement dans le sol d'un espace de taille suffisante pour installer le dispositif du procédé selon l'invention. 3031565 4 Cette étape peut être nécessaire dans le cas où l'emplacement du fonçage n'est pas accessible directement. En effet, tous les sites ne permettent pas l'insertion d'un tuyau 2 directement dans le sol 1, ceci plus particulièrement si la canalisation doit être horizontale ou avoir un angle proche de l'horizontale, c'est-à-dire inférieur à 5 45° par rapport à l'horizontale. Elle peut donc être au moins préalable aux étapes a. à e.. La profondeur de ce puits 4 sera donc fonction de la profondeur de la canalisation à mettre en place. La réalisation d'un puits d'arrivée peut aussi être nécessaire pour des raisons équivalentes à celles de la réalisation d'un puits 4 de lancement. 10 De façon avantageuse, le procédé de fonçage consiste en une étape supplémentaire : i. On purge l'ensemble de ladite canalisation Cette étape est généralement la dernière. Elle permet de vider la canalisation de son contenu. La canalisation peut donc être libre pour son utilisation. Cette étape 15 peut être réalisée mécaniquement à l'aide d'une tarière, à l'air comprimé en introduisant un piston et en obturant le tuyau 2, à l'eau avec une hydrocureuse, ou encore manuellement pour les grands diamètres. De façon préférentielle, le procédé de fonçage consiste en une étape supplémentaire : 20 j. On installe une pièce de guidage 5 à l'entrée 6 dudit fonçage. L'installation d'une pièce de guidage 5 à l'entrée 6 du fonçage permet de viser précisément la zone de pénétration 7 du premier tuyau 2 d'une part et d'autre part facilite la pose des raccords tubulaires 3 et des tuyaux qui suivent. Selon un autre mode particulier de réalisation, le procédé de fonçage consiste en 25 une étape supplémentaire : k. On installe un chariot mobile 8. L'installation d'un chariot mobile 8 permet de déplacer un moyen de battage 9 tel un marteau pendant tout le procédé du fonçage. Selon encore un autre mode de réalisation, le procédé de fonçage consiste en une 30 étape supplémentaire : 1. On installe un rail de guidage 10. Le chariot 8 peut être installé sur le rail de guidage 10. Ce rail 10 permet une plus grande précision dans le déplacement du chariot mobile 8. Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de fonçage consiste en une étape 35 supplémentaire : m. On intercale une plaque de frappe 11 entre le moyen de battage et l'extrémité proximale 22 du tuyau 2. 3031565 5 L'installation d'une plaque de frappe 11 permet de répartir uniformément les chocs du battage sur l'extrémité proximale 22 du tuyau 2. Selon un mode de réalisation avantageux, le procédé de fonçage consiste en une étape supplémentaire : 5 n. On dispose un moyen de retenue 12 contre le chariot mobile. Le battage est effectué par un moyen de battage. C'est pour cela que l'installation d'un moyen de retenue 12 peut être particulièrement utile pour prévenir le rebond du moyen de battage 9, tel un marteau. Ce moyen de retenue 9 peut être par exemple un engin de terrassement. 10 L'invention concerne aussi un raccord tubulaire 3 pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ce raccord tubulaire 3 est caractérisé par le fait qu'il comporte sensiblement dans son plan médian transversal 32 un diamètre externe 321 supérieur au diamètre externe 322 de ses extrémités 31. Selon l'invention, un plan médian transversal 32 est un plan qui ne se trouve pas à 15 l'une des extrémités 31 du raccord tubulaire 3. Le raccord tubulaire 3 peut présenter la forme d'un ou plusieurs cylindres raccordés entre eux par leur base respective. L'invention concerne aussi un dispositif de fonçage. Il est caractérisé en ce qu'il comprend : 20 - Au moins un tuyau 2 d'un diamètre interne d ; - Au moins un raccord tubulaire 3 comportant sensiblement dans son plan médian transversal 32 un diamètre externe 321 supérieur à d et à chacune de ses extrémités 31 un diamètre externe 322 inférieur à d ; - Un moyen de battage 9. 25 Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le moyen de battage 9 est un marteau de type pneumatique et/ou brise roche. Un marteau de type pneumatique et/ou brise roche est suffisamment puissant pour permettre la traversée du premier tuyau de façon aisée dans un sol pas aussi meuble que ceux du type alluvionnaires. 30 De façon avantageuse, un premier tuyau 2 est pourvu sur son extrémité distale 21 d'un chapeau fuselé 24. Cet aspect particulier de l'invention est réservé aux sols meubles de type alluvionnaires. Il présente l'avantage d'éviter la purge de la canalisation une fois le fonçage terminé. 35 De façon préférentielle, le dispositif de fonçage comprend au moins une pièce de guidage 5. Cette pièce 5 est utile pour guider l'entrée du premier tuyau 2 dans le sol 1. Cette pièce 5 peut être localisée près de la zone de pénétration 7 et de l'extrémité distale 21 du tuyau 2. 3031565 6 Le dispositif de fonçage peut comprendre aussi une autre pièce de guidage 51. Elle peut être installée à proximité de l'extrémité proximale 22. La pièce 5 peut alors être fixe et la pièce 51 peut être mobile et suivre le mouvement du tuyau 2 pendant le fonçage. 5 La pièce 51 est utile pour ajouter une stabilité supplémentaire au tuyau 2 pendant la phase de battage. Selon un autre mode particulier de réalisation, le dispositif de fonçage comprend un chariot mobile 8. Le chariot de guidage 8 peut être équipé de pneus. Cette particularité technique 10 offre plusieurs avantages. Le premier est de pouvoir se déplacer sur les gravats accumulés pendant le processus de fonçage. Le second est d'absorber une partie de l'énergie provenant du retour du moyen de battage 9 après un coup sur la plaque 22. Le moyen de battage 9 peut être installé sur le chariot 8 pour permettre un 15 déplacement aisé lors de l'avancement du fonçage. Selon encore un autre mode de réalisation, le dispositif de fonçage comprend un rail de guidage 10. Le rail de guidage 10 permet un déplacement aisé et sécurisé du chariot mobile 8. Il garantit l'alignement des tuyaux au fur et à mesure de l'avancement de la 20 canalisation. La présence de pneus sur le charriot 8 permet aussi d'empêcher le déplacement des rails 10 de façon latérale. Les tuyaux peuvent ainsi rester alignés pendant le processus de fonçage. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de fonçage comprend une 25 plaque de frappe 11. Cette plaque 11 peut être soutenue par au moins une tige 111, de préférence deux tiges 111, de préférence encore trois voire quatre tiges 111. Ces tiges 111 peuvent être fixées sur le chariot 8 et venir s'insérer dans des orifices adaptés dans la plaque 11. La plaque 11 peut ainsi être mobile sur les tiges 30 111. Ce moyen de maintien de la plaque est suffisamment lâche pour ne pas être affecté par l'énergie dégagée lors du battage. Ce moyen de maintien est donc plus résistant et plus pérenne qu'une attache conventionnelle sur l'extrémité proximale 22 du tuyau 2. Avantageusement, le moyen de battage 9 tel un marteau est installé sur le chariot 35 8. Un marteau peut avoir une masse de plusieurs centaines de kilogrammes, un chariot 8 facilite ainsi son déplacement. Préférentiellement, une plaque de frappe 11 s'intercale entre le moyen de battage 9 et le tuyau. 3031565 7 Une plaque de frappe 11 permet de répartir uniformément les chocs du battage sur l'extrémité proximale 22 du tuyau 2. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le dispositif de fonçage comprend un moyen de retenue 12 pour retenir le retour du chariot 8 après une 5 frappe du moyen de battage sur l'extrémité 22 libre du tuyau 2. Un moyen de retenue 12 peut être particulièrement utile pour prévenir le rebond du moyen de battage 9, tel un marteau. Selon un mode de réalisation avantageux, le tuyau 2 comprend une chaine ou un câble disposé à l'intérieur et fixé à son extrémité distale 21. 10 Cette chaine ou câble peut être relié à un moyen de treuillage. Ces dispositions particulières permettent une fois le fonçage terminé de retirer ce câble ou cette chaine. Le retrait de cette chaine ou de ce câble permet de retirer une partie du matériau accumulé dans la canalisation et d'effectuer en partie un foisonnement. La vidange de la canalisation du matériau du sol 1 après l'opération de fonçage 15 s'en trouve ainsi facilitée. REVENDICATIONS1. Procédé de fonçage pour la pose, dans un sol (1), de tuyaux (2) de canalisation caractérisé par le fait que : a. On enfonce une extrémité distale (21) d'un premier tronçon de tuyau (2) dans ledit sol (1) par battage sur son extrémité proximale (22) ; b. On raboute sur ladite extrémité proximale (22) dudit premier tronçon de tuyau (2), un second tronçon de tuyau (2) par l'intermédiaire d'un raccord tubulaire (3) ; c. On insère partiellement dans ladite extrémité proximale (22) dudit premier tronçon de tuyau (2), ledit raccord tubulaire (3) ; d. On insère sur ledit raccord tubulaire (3) inséré dans ledit premier tronçon de tuyau (2), l'extrémité distale (21) dudit second tronçon de tuyau (2) ; e. On enfonce dans ledit sol (1) ledit second tronçon de tuyau (2) par battage sur son extrémité proximale (22). 2. Procédé de fonçage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire : f On crée un sertissage entre le raccord tubulaire (3) et une desdites extrémités (21, 22) desdits tuyaux (2). 3. Procédé de fonçage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire : g. On reprend successivement les opérations b. à e. selon la longueur de canalisation à poser. 4. Procédé de fonçage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire : i. On purge l'ensemble de ladite canalisation. 5. Raccord tubulaire (3) pour la mise en oeuvre de l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait qu'il comporte sensiblement dans son plan médian transversal (32) un diamètre externe (321) supérieur au diamètre externe (322) de ses extrémités (31). 6. Dispositif de fonçage pour la mise en oeuvre de l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend : Au moins un tuyau (2) d'un diamètre interne d ; Au moins un raccord tubulaire (3) comportant sensiblement dans son plan médian transversal (32) un diamètre externe (321) supérieur à d et à chacune de ses extrémités (31) un diamètre externe (322) inférieur à d ; Un moyen de battage. 7. Dispositif de fonçage selon la revendication 6 caractérisé en ce que le moyen de battage (9) est un marteau de type pneumatique et/ou brise roche. 8. Dispositif de fonçage selon l'une quelconque des revendications 6 à 7 caractérisé en ce qu'un premier tuyau (2) est pourvu sur son extrémité distale (21) d'un chapeau fuselé (24). 9. Dispositif de fonçage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend au moins une pièce de guidage (5). 3031565 9 10. Dispositif de fonçage selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé en ce qu'il comprend un chariot mobile (8).