Brevet FR3041681A1 — publié le 20170331

SONDE PRESSIOMETRIQUE La présente invention concerne les sondes pressiométriques qui trouvent une application dans le domaine des forages dans le sol. Pour étudier la nature des sols, on pratique des essais dits « pressiométriques » au moyen d'un pressiomètre. Un tel essai présente de nombreux avantages : il est praticable dans tous les types de sol et de roches et c'est le seul essai fournissant à la fois un critère de rupture et un critère de déformabilité du sol. Il s'agit en fait d'un essai de chargement statique du terrain effectué grâce à une sonde cylindrique dilatable radialement introduite dans un forage. L'essai permet d'obtenir par exemple une courbe de variation des déformations volumétriques du sol en fonction de la contrainte qui lui est appliquée, et de définir une fonction de la contrainte par rapport à la déformation du sol en place dans l'hypothèse d'une déformation plane. Un pressiomètre comporte différents éléments dont une sonde pressiomètrique qui comporte essentiellement un corps de sonde se présentant généralement sous la forme d'un tube ou analogue, d'une gaine en un matériau élastique comme du caoutchouc ou analogue qui entoure le corps de sonde et qui, au moyen de joints d'étanchéité et d'éléments de liaison comme des bagues, forme une chambre en forme de cylindre creux autour du corps de sonde qui peut être alimentée par le fluide gonflage dont la pression peut être modulée cycliquement. En effet, une telle bagué est généralement constituée d'un manchon dont la paroi intérieure est de forme tronconique. Cette bague vient surmonter une extrémité de la gaine pour la plaquer et la coincer par effet de coin, via généralement un joint torique, contre la paroi latérale extérieure du corps de sonde. Sont bien entendu prévus des moyens pour bloquer la bague autour et par rapport au corps de sonde quand elle réalise la fonction définie ci- dessus. Ces moyens sont généralement constitués d'un écrou. 3041681 2 Les essais sont menés en soumettant cycliquement la gaine à une pression d'un fluide comme de l'eau, la gaine se dilatant et revenant à sa configuration originelle un grand nombre de fois. Et on constate que, à la longue, la gaine se désolidarise de la bague et du corps de sonde via le joint 5 torique. En effet, après un certain nombre de cycles comme définis ci-avant, elle subit une sorte de fluage, elle s'étire et ne se trouve plus coincée et donc maintenue comme décrit auparavant, ce qui entraîne sa désolidarisation et, en conséquence, le non fonctionnement de la sonde. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser une sonde 10 pressiométrique qui pallie les inconvénients mentionnés ci-dessus des sondes similaires de l'art antérieur, tout en présentant malgré tout une structure des plus simples qui n'augmente pas son prix de revient. Plus précisément, la présente invention a pour objet une sonde pressiométrique comportant : 15 - un corps de forme sensiblement cylindrique défini selon un axe longitudinal, - une gaine réalisée en un matériau élastique, ladite gaine étant montée autour du dit corps, - des moyens pour lier de façon étanche au moins une première 20 extrémité de ladite gaine avec la paroi extérieure du corps de façon à former, entre ladite gaine et ledit corps, une chambre en forme de cylindre creux apte à recevoir un fluide, - ces moyens pour lier de façon étanche au moins une première extrémité de ladite gaine avec' la paroi extérieure du corps comportant une 25 bague dont la paroi intérieure est de forme sensiblement tronconique définie entre une grande base et une petite base, ladite bague étant enfichée autour du dit corps de façon que la grande base soit tournée vers la seconde extrémité de ladite gaine et de façon à enserrer ladite première extrémité de la gaine entre ladite paroi intérieure tronconique de la bague et la paroi 30 extérieure du corps, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins une rainure réalisée dans la paroi intérieure tronconique de la bague, ladite rainure ayant au moins une portion faisant un angle non nul par rapport au dit axe longitudinal. 3041681 3 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels : La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un schéma 5 de principe de la sonde pressiométrique selon l'invention, et La figure 2 représente une vue en demi-coupe d'un des éléments essentiel de la structure de la sonde, en l'espèce la bague illustrée sur la figure 1, mais à une plus grande échelle que sur cette figure 1. Il est tout d'abord précisé que : 10 - sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments, quelle que soit la figure sur laquelle elles 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 une autre 15 figure, - les figures représentent un 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, - lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention 20 comporte "au moins un" élément ayant une fonction 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 25 obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces éléments. - lorsque dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de 30 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 et/ou partielle. 3041681 4 - dans la présente description, si l'adverbe "sensiblement" est associé à un qualificatif d'un moyen donné, ce qualificatif doit être compris au sens strict ou approché. En référence aux deux figures, la présente invention est relative à une 5 sonde pressiométrique comme définie, dans ses fonctions générales, au préambule de la présente description. Cette sonde comporte un corps 10 de forme sensiblement cylindrique défini selon un axe longitudinal X, par exemple un tronçon de tuyau ou analogue, une gaine 20 réalisée en un matériau élastique et montée autour 10 du corps 10, et des moyens pour lier de façon étanche au moins une première extrémité 21 de la gaine 20 avec la paroi extérieure 11 du corps de façon à former, entre la gaine et le corps, une chambre 30 en forme de cylindre creux apte à recevoir un fluide dont la pression, comme mentionné auparavant, est modulée lors de la réalisation des essais. 15 Ces moyens pour lier de façon étanche au moins une première extrémité 21 de la gaine 20 avec la paroi extérieure 11 du corps 10 comportent une bague 40 dont la paroi intérieure 41 est de forme sensiblement tronconique définie entre une grande base 42 et une petite base 43. Cette bague est enfichée autour du corps 10 de façon que la 20 grande base 42 soit tournée vers la seconde extrémité 26 de la gaine 20 et de façon à enserrer la première extrémité 21 de cette gaine entre la paroi intérieure tronconique 41 de la bague 40 et la paroi extérieure 11 du corps, comme parfaitement visible sur la figure 1. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la sonde 25 comporte au moins une rainure 44, ... réalisée dans la paroi intérieure tronconique 41 de la bague, cette au moins une rainure ayant au moins une portion faisant un angle non nul par rapport à l'axe longitudinal X. Selon une réalisation préférée, dans le but de conférer à la sonde une plus grande fiabilité, cette dernière comporte une pluralité de ces rainures 30 44, ... réalisées dans la paroi intérieure tronconique 41 de la bague 40 et, de façon encore plus préférentielle pour une facilité d'usinage, toutes les rainures sont respectivement situées dans des plans tensiblement perpendiculaires à l'axe longitudinal X. 3041681 5 La sonde comporte en outre des moyens 50 pour bloquer la bague 40 par rapport au corps 10, ces moyens 50 sont très avantageusement constitués par un écrou 51monté vissé sur la paroi extérieure 11 du corps 10, de façon qu'il soit apte à venir en appui contre l'extrémité de la bague 40 5 correspondant à la petite base 43, comme illustré sur la figure 1. De façon avantageuse, pour assurer une bonne étanchéité de la chambre 30, la sonde comporte en outre au moins un joint torique 60 ou analogue interposé entre la paroi intérieure 22 de la gaine 20 et la paroi extérieure 11 du corps 10, ce joint torique 60 étant situé dans l'espace Es 10 compris entre les deux plans parallèles P1, P2 passant respectivement par les petite 43 et grande 42 bases de la paroi tronconique 41 de façon que la gaine soit bien plaquée, et en force, contre ce joint. De façon préférentielle, la bague 40 et le corps 10 sont réalisés en un matériau métallique optionnellement de l'acier, et la gaine 20 en un matériau 15 caoutchouté, de préférence du caoutchouc. En outre, toujours dans le but de fiabiliser au maximum la sonde et lui conférer une dure de vie la plus longue possible, la surface extérieure 23 de la première extrémité 21 de la gaine 20 est, elle aussi, conformée en tronc de cône, d'une conicité sensiblement identique à celle de la paroi intérieure 20 41 de la bague 40 pour que ces deux surfaces tronconiques puissent s'emboîter l'une dans l'autre de façon sensiblement congruente, cet emboîtement s'effectuant de façon que la petite base de la surface extérieure de la première extrémité de la gaine soit tournée vers la petite base 43 de la bague 40. 25 Bien entendu, la sonde comporte en outre, très avantageusement, une autre bague 400 montée en coopération avec la seconde extrémité 26 de la gaine 20 selon les mêmes modalités que la première bague 40 sur la première extrémité 21 de la gaine 20. Enfin, selon une caractéristique très préférentielle de l'invention, la au 30 moins une rainure 44, de préférence toutes les rainures comme illustré sur les figures, est constituée d'une gorge annulaire réalisée sur toute la périphérie de la paroi intérieure tronconique 41 de la bague 40, la section 3041681 6 transversale de cette gorge étant de préférence en arc de cercle d'une valeur d'angle au centre de 180 degrés. La sonde selon l'invention dont un mode de réalisation est décrit ci-dessus fonctionne de la même façon que les sondes similaires de l'art 5 antérieur. En conséquence, son fonctionnement ne sera pas décrit ici plus amplement que ce qui a été exposé au préambule de la présente description, dans l'unique souci de simplifier la présente description. Il est seulement fait remarquer que la sonde selon l'invention présente un grand avantage par rapport aux sondes de l'art antérieur. 10 En effet, quand la bague 40 vient serrer l'extrémité 21 de la gaine 20 sur le joint torique 60 sous l'action de l'écrou 51 vissé en force sur le corps 10 et en butée contre la face d'extrémité de la bague, du fait que la gaine 20 est en un matériau élastique donc déformable, cette gaine se déforme et pénètre dans les gorges 44 en les remplissant comme illustré sur la figure 1. 15 En conséquence, quand cette gaine se tend et se détend sous l'action de la pression modulée du fluide comme de l'eau, même en ayant tendance à fluer notamment à son extrémité 21, les bourrelets formés dans les gorges la maintiennent parfaitement liée à la bague, et au corps via le joint 60. 20 Il a été constaté que, contrairement à la gaine dans les sondes de l'art antérieur comme mentionné ci-avant, la gaine selon l'invention ne se désolidarise plus de la bague et du corps via le joint, sinon après une durée de fonctionnement de la sonde beaucoup plus grande qu'avec les sondes connues de l'art antérieur. 25 REVENDICATIONS1. Sonde pressiométrique comportant : - un corps (10) de forme sensiblement cylindrique défini selon un axe longitudinal (X), - une gaine (20) réalisée en un matériau élastique, ladite gaine étant montée autour du dit corps, - des moyens pour lier de façon étanche au moins une première extrémité (21) de ladite gaine (20) avec la paroi extérieure (11) du corps (10) de façon à former, entre ladite gaine et ledit corps, une chambre (30) en forme de cylindre creux apte à recevoir un fluide, - ces moyens pour lier de façon étanche au moins une première extrémité (21) de ladite gaine (20) avec la paroi extérieure (11) du corps (10) comportant une bague (40) dont la paroi intérieure (41) est de forme sensiblement tronconique définie entre une grande base (42) et une petite base (43), ladite bague étant enfichée autour du dit corps (10) de façon que la grande base (42) soit tournée vers la seconde extrémité (26) de ladite gaine (20) et de façon à enserrer ladite première extrémité (21) de la gaine entre ladite paroi intérieure tronconique (41) de la bague (40) et la paroi extérieure (11) du corps, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins une rainure (44, ...) réalisée dans la paroi intérieure tronconique (41) de la bague, ladite rainure ayant au moins une portion faisant un angle non nul par rapport au dit axe longitudinal-(X). 2. Sonde pressiométrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte une pluralité de rainures (44, ...) réalisées dans ladite paroi intérieure tronconique (41) de la bague (40). 3. Sonde pressiométrique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdites rainures de ladite pluralité sont respectivement situées dans des plans sensiblement perpendiculaires au dit axe longitudinal: 3041681 8 4. Sonde pressiométrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (50) pour bloquer ladite bague (40) par rapport au dit corps (10). 5. Sonde pressiométrique selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens (50) pour bloquer ladite bague par rapport au dit corps sont constitués par un écrou (51) monté vissé sur la paroi extérieure (11) du corps (10), de façon qu'il soit apte à venir en appui contre l'extrémité de ladite bague (40) correspondant à la petite base (43). 10 6. Sonde pressiométrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre au moins un joint torique (60) interposé entre la paroi intérieure (22) de ladite gaine (20) et la paroi extérieure (11) du corps (10), ledit joint torique (60) étant situé 15 dans l'espace (Es) compris entre les deux plans parallèles (P1, P2) passant respectivement par les petite (43) et grande (42) bases de ladite paroi tronconique (41). 7. Sonde pressiométrique selon l'une des revendications 20 précédentes, caractérisée par le fait que ladite bague (40) et ledit corps (10) sont réalisés en un matériau métallique optionnellement de l'acier, et que ladite gaine (20) en un matériau caoutchouté. 8. Sonde pressiométrique selon l'une des revendications 25 précédentes, caractérisée par le fait que la surface extérieure (23) de la première extrémité (21) de ladite gaine (20) est conformée en tronc de cône d'une conicité sensiblement identique à celle de la paroi intérieure (41) de ladite bague (40), la petite base de la surface extérieure de la première extrémité de la gaine étant tournée vers la petite base (43) de la bague (40). 30 9. Sonde pressiométrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte une autre bague (400) montée en coopération avec la seconde extrémité (26) de ladite gaine (20). 3041681 9 10. Sonde pressiométrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la au moins une rainure est constituée d'une gorge annulaire réalisée sur toute la périphérie de ladite 5 paroi intérieure tronconique (41) de la bague (40).