Brevet FR3034439A1 — publié le 20161007

La présente invention concerne un dispositif pour effectuer un désenvasage mécanique et naturel d'espaces aquatiques aux sols inconsistants,équipé d'outils de travaux annexes . Les solutions de désenvasage ou de retrait des sédiments des zones humides sont : - Soit mécanique avec des engins de chantiers classiques : pompes pour l'assèchement ,godets ,lames diverses ,bennes pour évacuer les sédiments barges et plateformes. Avec obligation de surfaces de stockage,filtration ,zones de séchages d'aller et retours de camions aux bennes plus ou moins étanches. -Soit par l'usage de dragues, pompant le sol naturel et les sédiments pour les déverser dans d'autres sites (bacs de 15 décantation importants pour séparer les sédiments et les minéraux du sol d'origine, zone naturelles affectées à cette destination).Avec une difficulté de plus en plus grande de trouver des zones pour le stockage définitif, de ces vases . L'énergie nécessaire et l'impact sur le milieu naturel et les 20 espaces de stockage nécessaires sont importants et définitifs ,comme la défiguration d'un site par le dépôt du reflux de dragage .Tout cela conduit à des solutions ponctuelles ,non globales qui impactent lourdement l'environnement et n'assurent pas une remise en route d'un processus naturel de 25 nettoyage hydraulique éventuel. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients par l'utilisation simultanée d'un engin à cylindres à aubes à la fois outils et déplacement, type vis d' archimède ou droites ,de conception particulières,ou 30 herses rotatives, allié à un effet de chasse d'eau : naturel, provoqué ou amplifié. En effet selon une première caractéristique, un ou plusieurs trains de deux vis d' archimède à spirales opposées qui servent de propulsion sur le plan horizontal et 3034439 2 simultanément d'outils de travail ce qui en fait la nouveauté ,ces vis d'archimède ou aubes linéaires ,vont grâce aux diverses possibilités de profils ,mettre en mouvement les couches déposées de sédiments et ou mélangées au sol naturel. Lors de la mise en mouvement par les vis, par gravité, la substance du sol naturel plus lourde ,va se redéposer plus rapidement, alors que les sédiments vont rester en suspension du fait de ses particules plus légères et de leur dilution dans l'eau.Cet état de suspension associé à un mouvement de 10 chasse d'eau perpendiculaire au déplacement de l'engin provoque alors une évacuation par déplacement dans le milieu naturel.cette effet de chasse d'eau peu être naturel par exemple la marée,courant de cours d'eau, ou provoqué artificiellement par lacher de retenues d'eau type écluses ou barrage, pompage ou injection de liquide dans le milieu aquatique existant ou par liaison avec des réseaux proches existants type réseau collectif ou incendie. Ce dispositif est équipé d'un système d'inclinaison de chacune des vis d' archimède indépendant ,longitudinalement et horizontalement pour épouser la forme du site à traiter. Afin d'augmenter le résultat du traitement à chaque passage , on peut ajouter des rouleaux en vis d' archimède ou aubes droites , pleins ou ajourés et lesté pour que les aubes identiques à celles de l'engin exécutent le même travail,on peut également utiliser des herses rotatives type agricoles. Il sont tramés par l'engin à sa suite pour accentuer le volume traité,soit en quantité sur une même largeur de passage, soit en décalé pour travailler une surface plus large en prolongant le passage des vis d' archimède.le dispositif sera équipé d'un sondeur de fond à fin de suivre et évaluer le travail réalisé lors des passages renouvelés de l'engin sur la zone à traiter. Selon des modes particuliers de réalisation : - Les cylindres vis d' archimède ou à aubes sont fixées sur 3034439 3 deux supports , eux -mêmes assemblés à une poutre portique transversale au chassis de l'engin, avec une possibilité de rotation par rapport à cette poutre portique : commune aux deux vis dans le plan horizontal pour provoquer une rotation 5 plus ou moins importante de l'engin ,et ou dans le plan vertical pour que les cylindres puissent suivre l'inclinaison du terrain . - dans le cas d'une réalisation simplifiée , la rotation de l'engin pourra être réalisée par un blocage provisoire de 10 l'un de ces cylindres à aubes ou à vis d'archimède. - Les aubes vont avoir des formes ,des hauteurs et des matières différentes en fonction des sédiments à traiter, elles pourront être ajourées par percements de différents diamètres,avec des entailles plus ou moins rapprochées façon 15 peigne ou balai. elles seront alors rigides, courbes , plus ou moins souples . - Les aubes constituant les vis d' archimède peuvent être fixées directement sur les cylindres supports ,constituées en une lame continue ,ou en une succession de segments boulonnés 20 sur des supports fixes ,collés ou soudes suivant un tracé en spirale le long des cylindres. -Les vis d' archimède pourront s'incliner pour suivre la pente du terrain, à l'aide de vérins d'inclinaison et de contre-poids , ou par le remplissage et la vidange des 25 cylindres supports faisant alors office de ballast grâce à une pompe spécifique abord de l'engin, puisant et rejetant le liquide insus du milieu dans lequel évolue l'engin. - La poutre portique transversale est fixée au châssis tubulaire de l'engin , qui comporte à son extrémité avant un 30 support et des raccords hydrauliques pour des outils hydrauliques afin d'exécuter des travaux annexes en milieu aquatique ou terrains inconsistants (bras de dragage, bras de pelle mécanique, faucheuse , lame pour niveler, godet pour la récupération d'algues et autre végétaux voir de détritus, 3034439 4 système de battage de pieux ou palplanches , un ensemble pompe-réservoir et rampes de pulvérisation pour le traitement de certaine plantes ou insectes ,etc - La poutre portique transversale pourra avoir une longueur 5 variable selon certain type de réalisation afin de stabiliser l'engin pour l'utilisation des outils de travaux annexes. - Le châssis principal comporte un châssis coulissant comprenant une cabine de pilotage, les réservoir de carburant et d'huile ,et l'ensemble moteur thermique-pompe et 10 distributeur hydraulique ,une pompe pour l'eau du dispositif de courant artificiel, à fin de servir de contre-poids en s'écartant vers l'arrière , pour les outils annexes installés à l'avant. - L'ensemble moteur thermique - pompe et distributeur 15 hydraulique assure la force énergétique nécessaire à tous les vérins ainsi qu'aux moteurs assurant la rotation des vis d' archimède . - Cette fonction de l'ensemble moteur thermique -pompe et distributeur, pourra être alimentée selon une autre forme de 20 réalisation, par des batteries, des panneaux solaires, un groupe électrogène , des piles à combustible, vers des verins et des moteurs électriques. - A l'arrière du châssis principal, un support permet la mise en place d'une hélice nautique de propulsion . 25 - l'engin sera équipé de la signaux et feux réglementaires pour des travaux maritimes et terrestres. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 réprésente le dispositif de l'invention dans son contexte d'utilisation. 30 La figure 2 représente le dispositif de l'invention en position de repos ou travail sur sol horizontal. La figure 3 représente le dispositif de l'invention en situation de travail avec l'action des contre-poids et des vérins d'inclinaison. 3034439 Les figures 4 et 5 représentent les variantes de fixation des aubes sur les cylindres supports. -La figure 6 représente une variante du dispositif avec les rouleaux complémentaires positionnés en décalé pour augmenter 5 la surface traitée en 1 passage. -la figure 7 représente le dispositif avec son ensemble cabine-moteur reculé en position de contre poids proportionnellement à l'utilisation des outils hydrauliques annexes à installer à l'avant ,l'ensemble est mis en 10 translation par des vérins situés sur le chassis de l'engin. -La figure 8 représente le dispositif avec le fonctionnement des vérins de direction pour faire effectuer une rotation à l'engin ou le faire travailler en arc de cercle ,en marche avant. 15 -La figure 9 représente le dispositif avec le fonctionnement des vérins de direction pour effectuer une rotation à l'engin ou le faire travailler en arc de cercle , en marche arrière. -La figure 10représente le dispositif avec son outil hydraulique spécifique constitué d'un cylindre évidé à aube 20 spiralées ou linéaires mis en rotation par un moteur dédié associé, venant se fixer sur un bras hydraulique standard avec tête à double sens de rotation, pour effectuer le même travail de désenvasement dans endroits 25 plus difficiles d'accès . -La figure 11représente le dispositif avec son outil hydraulique spécifique équipé suivant les nécessités des besoins,avec jets d'eau, pompe et crépine pour accentuer l'évacuation des sédiments lors de 30 l'opération. -La figure 12représente le dispositif avec la fonction extensible de la poutre potence transversale dont l'écartement et le rapprochement est réalisé par des vérins situés sur cette poutre potence. 3034439 6 -La figure 13 représente le dispositif équipé de deux trains de déplacement. -La figure 14 représente le dispositif équipé de deux trains de déplacement extensibles 5 et une variante d'équipement de travail annexe constitué d'un ensemble cabine-groupe moteur- bras hydraulique sur embase de rotation 3600. -La figure 15représente le dispositif équipé du système amovible de courant d'eau,avec les rampes de diffuseurs 10 droite et gauche ,suivant le sens de déplacement de l'engin,lors de ses aller et retours sur la zone à traiter, la rampe avec crépine d'aspiration de l'eau à l'arrière de l'engine ,et la pompe à eau dans le carter moteur. -La figure 16 représente le dispositif équipé de cylindres 15 moteurs ajourés afin que le dispositif ne flotte pas, et .soit directement en contact avec la surface à traiter . -La figure 17 représente un cylindre moteur ajouré du dispositif , équipé d'un flotteur- balast dégonflé pour la position travail. 20 -La figure 18 représente un cylindre moteur ajouré du dispositif , équipé d'un flotteur- balast gonflé pour la flottabilité de l'engin afin de ce déplacer en surface sans travailler. -La figure 19 représente un type de cylindre ajouré à aubes 25 linéaires du dispositif pour les rouleaux complémentaires ou les cylindres moteur. En référence à ces dessins , le dispositif comporte deux cylindres moteurs vis d'archimède (1),dont les aubes (2) des 30 vis de formes variables suivant la nature des sédiments ,sont fixes ou boulonnées (23) sur des supports (3) . Ces vis d'archimède sont fixées sur un support (4) comprenant un moteur hydraulique (5) et entrainant directement ou par chaîne ou courroie , l'axe des vis d'archimède (1). Les 3034439 7 supports (4) pivotent autour des axes (6), l'inclinaison est réalisée par des vérins (7) poussant des contre-poids (8) avec un rappel par des vérins (9) pour une remise en position horizontale initiale .Les supports (4) et l'axe (6) pivotent 5 autour de l'axe (10) pour faire effectuer une rotation dans le plan horizontal de l'engin , grâce à l'action simultanée des vérins (11) fixés sur le châssis (19) . la poutre potence transversale (12) est fixée sur le châssis (19),comportant un support hydraulique (14) pour des outils 10 hydrauliques (21) à l'avant et un support (15) pour une hélice de propulsion à l'arrière du châssis(19).Sur le châssis (19) , un autre châssis coulissant (16)contient une cabine de pilotage (17), un ensemble moteur thermique + réservoirs de carburant et d'huile, une pompe hydraulique + 15 distributeur pour alimenter et actionner toutes les fonctions : outils (14), vérins (9) et (11) ,moteurs (5), une échelle (18) et une plateforme (20) ,permettant l'accès à la cabine et pour les opérations d'entretien et de maintenance.Le déplacement du chassis coulissant (16) est 20 assuré par des vérins (31).Des rouleaux complémentaires (22) composé de cylindres ajourés (24) à aubes droites ou spiralées reforce la travail des cylindres moteurs (1).Un outil hydraulique spécifique constitué d'un cylindre à rotation motorisée (26) ajouré à aubes droites ou spiralées 25 avec support (27), peut être équipé d'un diffuseur d'eau (32) pour créer ou renforcer le mouvement de courant, pour travailler les zones spécifiques :profondeur ou accès réduit, avec la rampe (34) amovible support de crépine ,la pompe (35) et la crépine d'aspiration (33), ou relié lors de travaux 30 près des berges à un tuyaux d'alimentation classique.Cet outil hydraulique spécifique (25) est utilisé sur un bras télescopique avec tête à rotation hydraulique classique (28), fixé à l'avant du dispositif sur le support hydraulique (14).Dans une configuration de construction particulière, la 3034439 8 poutre potence transversale (12) à bras extensibles (30), pourra s'élargir pour que le dispositif soit plus stable grâce à des vérins (29).Selon certaines configurations, le dispositif sera équipé de plusieurs trains moteurs de 5 roulement (43) consécutifs pour une mobilitée accrue. selon certaines configurations, le dispositif recevra un ensemble(36) cabine-moteur-bras télescopique ou bras de grue hydraulique (37) , à rotation hydraulique à 360°.Afin d'augmenter l'effet d 'évacuation des sédiments du à la 10 présence ou non de courant propre au site traité, on installera des rampes d'arrosage amovibles (37) sur le ou les côtés du dispositif , incluant des diffuseurs à jet d'eau (32),à l'arrière du dispositif on positionnera une rampe support de crépine (34) et une crépine de pompage 15 (33)immergée dans l'eau. Une pompe à eau (35 )située dans le compartiment de l'ensemble moteur-pompe- distributeur hydraulique (17), assurera le fonctionnement de l'ensemble.Selon certains modes de réalisation ,le dispositif sera équipé de cylindres moteurs ajourés(42) à aubes 20 linéaires (41)ou spiralées, équipés le cas échéant de flotteurs balast spécifiques dégonflés (39), ou gonflés (40). Ce dispositif pour séparer mécaniquement et naturellement les sédiments déposés sur le sol ,comporte deux ou plusieurs 25 cylindres à aubes type vis d'archimède (1) de sens de spirales parallèles à enroulement opposés ,ou aubes linéaires ,ou de herses rotatives ,à la fois propulseurs et outils, car l'action combinée des cylindres et du courant naturel ou artificiel entraine les sédiments mis en suspension par le 30 brassage des aubes.Le dispositif effectuant un déplacement perpendiculaire en va et vient ,par rapport au sens du courant ,tout en suivant ce sens. Les cylindres(1) de part et d'autre de l'engin comportent des aubes fixes (2) ou amovibles (23) ,de forme et de matières variées adaptées au 3034439 9 type de sédiment à traiter, sur un support (3) entrainé par un moteur (5),l'ensemble fixé sur des supports (4) liés à une poutre potence transversale (12)fixé sur le chassis de l'engin.cet ensemble formant un train de déplacement (43) 5 avec un verin (7) pousse un contre-poids (8) pour incliner les cylindres pour suivre la pente du terrain naturel ,la remise à l'horizontal des cylindres est effectuée par les vérins de rappel (9). L'ensemble cylindres (1)-aubes (2)-moteurs (5) avec ses supports (4) sont reliés par une poutre 10 potence transversale (12) ,comportant des axes de rotation (6) sur le plan vertical pour suivre les formes du terrain compensé par les vérins (9) ,des axes de rotation (10) sur le plan horizontal pour les déplacements en arc de cercle de l'engin ,commendé par les vérins (11), la poutre potence (12) 15 étant fixée au chassis (19).dans le cas d'une réalisation simplifiée de l'engin, le travail en arc de cercle ou la rotation sera assurée par le blocage momentané de la rotation de l'un des deux ensembles cylindres (1)- aubes (2)-moteur (5).On peut ajouter des rouleaux complémentaires ( 22) à 20 cylindres ajourés ( 24) équipé d'aubes spiralées ou linéaires pour augmenter le volume brassé ,s'il sont montés en ligne sur le côté de l'engin, et ou montés en décalé par rapport aux cylindres moteurs(1) de l'engin pour augmenter la surface traitée à chaque passage.Des outils hydrauliques standards 25 (21) pourront être fixés sur un ensemble fixations-raccords hydrauliques (14) ,pour exécuter des travaux complémentaires de nettoyage , de currage ou de pose d'équipements spécifiques au milieu concerné par les travaux( poteaux, lest, palplanches,etc...), associé au chassis (19), il est 30 équipé d'un second chassis coulissant (16) déplacé par des vérins (31 ) qui en reculant assure un contre-poids pour équilibrer l'engin sur ces appuis , les cylindres (1), quand on utilise les outils hydrauliques complémentaires (21) ou (44). Les vérins de direction(11) permettent aux trains de 3034439 10 cylindres (1) de se déplacer en arc de cercle ,avant ou arrière , pour le déplacement ou le travail de curage en cône quand le relief du sol le demande par exemple départ de chenal marin,suivant les besoins de travail,avec un ou 5 plusieurs trains de déplacement (43) ,et que son chassis (19) peut recevoir des équipements complémentaires de travail sous la forme d'un ensemble (36) cabine-moteur-bras télescopique ou hydraulique (37) qui sera fixé sur une base rotative hydraulique à 360°.un outil hydraulique spécifique (44) à 10 moteur (25) est ajouté à l'engin pour compléter son action de curage dans les endroits plus restreins ,fixé sur un bras hydraulique classique (28) équipé d'une tête rotative hydraulique ,raccordé au support (14).un dispositif de jet d'eau (32) pour créer ou accentuer un courant d'eau pour 15 évacuer les sédiments mis en suspension. L'eau sera aspirée par une crépine immergée (33) maintenue à distance du travail de l'engin par une rampe amovible (34), l'eau sera distribuée par une pompe(35)située dans le compartiment moteur de l'ensemble (16). La poutre potence transversale (12) peut 20 présenter une fonction de stabilisation de l'engin ,grâce à une extension linéaire de la poutre potence (12) réalisée par des extrémités coulissantes(30) sur cette poutre potence transversale (12) commandé par des vérins (29). Le travail effectué par les cylindres outils (1) sera renforcé par 25 l'emploi de rampes amovibles (37) de diffusion d'eau par jet directionnel(32) pour créer ou accentuer le courant naturel d'évacuation des sédiments,cette eau sera prise dans le milieu, en amont du secteur travaillé grâce à une crépine immergée (33) suspendue à une rampe amovible (34), la 30 circulation de l'eau est réalisée par une pompe (35) située dans le compartiment moteur (17) de l'engin.le recours à une arrivée d'eau hors milieu (réseau public ,incendie, etc.. .)sera possible avec des tuyaux équipé de flotteurs branchés directement sur la pompe de l'engin. Les cylindres 3034439 11 moteurs (1) à aubes (2) spiralées ou linéaires (41) pourront être ajourés (42) afin de suivre le sol à travailler, sans avoir à les lester .il pourra y être ajouté un flotteur balast, servant lorsqu'il sera gonflé à remonter les 5 cylindres ajourés (42) et assurer la flottabilité de l'engin. 10 15 20 25 30 REVENDICATIONS1) Dispositif pour séparer mécaniquement et naturellement les sédiments déposés sur le sol qui est caractérisé en ce qu'il comporte deux ou plusieurs cylindres à aubes type vis d'archimède (1) de sens de spirales parallèles à enroulement opposés ,ou aubes linéaires ,ou de herses rotatives ,à la fois propulseurs et outils, montés sur un engin équipé d'un chassis (19) et d'un compartiment moteur (17)car l'action combinée des cylindres et du courant naturel ou artificiel entraine les sédiments mis en suspension par le brassage des aubes ,dans le même temps le dispositif effectue un déplacement perpendiculaire en va et vient ,par rapport au sens du courant ,tout en suivant ce sens. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les cylindres(1) de part et d'autre de l'engin comportent des aubes fixes (2) ou amovibles (23) ,de forme et de matières différentes ,adaptées au type de sédiment à 20 traiter, sur un support (3) entrainé par un moteur (5),l'ensemble ci-dessus défini par (1)(2)(23)(3)(5) fixé sur des supports (4) liés à une poutre potence transversale (12)fixée sur le chassis de l'engin , ces éléments (1)(2)(23)(3)(5)(4)(12) forment un train de déplacement (43) 25 avec un verin (7) poussant un contre-poids (8) pour incliner les cylindres pour suivre la pente du terrain naturel ,la remise à l'horizontal des cylindres est effectuée par des vérins de rappel (9). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en 30 ce que des vérins de direction(11) permettent aux trains de cylindres (1) de se mouvoir en arc de cercle ,avant ou arrière , pour le déplacement ou le travail de curage en cône quand le relief du sol le demande par exemple départ de chenal marin,suivant les besoins de travail,avec un ou 3034439 13 plusieurs trains de déplacement (43) , son chassis (19) reçoit des équipements complémentaires de travail sous la forme d'un ensemble (36) cabine-moteur-bras télescopique ou hydraulique (37) qui se fixe sur une base rotative 5 hydraulique à 3600 . 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on puisse ajouter des rouleaux complémentaires ( 22) à cylindres ajourés ( 24) équipé d'aubes spiralées ou linéaires pour 10 augmenter le volume brassé ,ils sont montés en ligne sur le côté de l'engin, et ou montés en décalé par rapport aux cylindres moteurs(1) de l'engin pour augmenter la surface traitée à chaque passage. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en 15 ce que l'on puisse ajouter des outils hydrauliques standards (21) sur un ensemble fixations-raccords hydrauliques (14) ,pour exécuter des travaux complémentaires de nettoyage , de currage ou de pose d'équipements spécifiques au milieu concerné par les travaux( poteaux, lest, palplanches,etc...), associé au chassis (19), il est équipé d'un second chassis coulissant (16) déplacé par des vérins (31 ) qui en reculant assure un contre-poids pour équilibrer l'engin sur ces appuis , quand on utilise les outils hydrauliques complémentaires (21). 6)Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'une réalisation simplifiée de l'engin pour le travail en arc de cercle ou la rotation est assurée par un blocage momentané de la rotation de l'un des deux ensembles cylindres (1)- aubes (2)-moteur (5). 7) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'un outil hydraulique spécifique (44) à moteur (25) est ajouté à l'engin pour compléter son action de curage dans les endroits plus restreins ,fixé sur un bras hydraulique classique (28) équipé d'une tête rotative 3034439 14 hydraulique ,raccordé au support (14)41 est adjoint un dispositif de jet d'eau (32) pour créer ou accentuer un courant d'eau pour évacuer les sédiments mis en suspension, l'eau est aspirée par une crépine immergée (33) maintenue à 5 distance du travail de l'engin par une rampe amovible (34), l'eau est distribuée par une pompe(35)située dans le compartiment moteur (17) de l'engin . 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la poutre potence transversale (12) peut présenter 10 une fonction de stabilisation de l'engin ,grâce à une extension linéaire de la poutre potence (12) réalisée par des extrémités coulissantes(30) sur cette poutre potence transversale (12) commandée par des vérins (29). 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en 15 ce que le travail effectué par des cylindres outils (1) est renforcé par l'emploi de rampes amovibles (37) de diffusion d'eau par jet directionnel (32) pour créer ou accentuer le courant naturel d'évacuation des sédiments,cette eau est prise dans le milieu, en amont du secteur travaillé grâce à 20 une crépine immergée (33) suspendue à une rampe amovible (34), la circulation de l'eau est réalisée par une pompe (35) située dans le compartiment moteur (17) de l'engin ,le recours à une arrivée d'eau hors milieu (réseau public ,incendie, etc.. .)est possible avec des tuyaux 25 équipés de flotteurs branchés directement sur la pompe de l'engin. 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les cylindres moteurs (1) à aubes (2) spiralées ou linéaires (41) peuvent être ajourés (42) afin de suivre le 30 sol à travailler, sans avoir à les lester , toute fois il peut y être ajouté un flotteur balast, servant lorsqu'il est gonflé à remonter les cylindres ajourés (42) et assurer la flottabilité de l'engin.