Brevet FR3079769A1 — publié le 20191011

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention se situe dans le domaine de la découpe de canalisations non métalliques. Elle trouve tout particulièrement une application dans le secteur de la découpe en tronçons de canalisations en amiante ciment. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Depuis l'interdiction de l'usage de l'amiante, de nombreux Etats ont pris des dispositions pour procéder, en toute sécurité, à l'enlèvement et au traitement de l'amiante utilisée dans de nombreux équipements, constructions, etc. Au moins en France, une grande partie des canalisations des 15 réseaux d'assainissement, jusqu'à ladite interdiction, a été fabriquée en amiante ciment, essentiellement pour des impératifs de résistance. Reste à l'heure actuelle à résoudre le problème de leur démantèlement et du traitement du ciment chargé de fibres d'amiante qui les constitue. 20 En pratique, il n'est pas envisageable de procéder à ces opérations sur site, c'est-à-dire là où les canalisations sont placées. Dans ces conditions, lorsque l'on souhaite procéder à l'enlèvement et au traitement de telles canalisations, on procède au dégagement des matériaux (terre, granulats, etc.) qui les recouvrent, et des opérateurs équipés 25 des protections adéquates procèdent à leur fractionnement en tronçons par l'extérieur. Ceci est effectué à l'aide d'un coupe-tube, d'une scie sabre, ou d'un marteau associé à un burin, sous pulvérisation d'eau afin de rabattre les fibres d'amiante qui se volatilisent suite à la découpe. Ces tronçons peuvent être alors prélevés mécaniquement et 30 acheminés ailleurs en vue du traitement des matières qui les composent. On comprend aisément que ces opérations sont fastidieuses, conditionnées aux conditions météorologiques, difficiles à réaliser et jamais exemptes de danger, notamment sur le plan sanitaire. La présente invention vise à résoudre ce problème en proposant 35 une solution technique qui puisse être mise en oeuvre plus facilement tout en permettant un travail robotisé en système clos, comme l'exige l'article R4412- 2 108 du Code du Travail, et ce sans exposer d'opérateur aux fibres d'amiante pendant la découpe. RESUME DE L'INVENTION 5 Ainsi, un premier objet de l'invention se rapporte à un procédé de découpe d'une canalisation non métallique en n tronçons, n étant un entier au moins égal à 2, caractérisé par le fait qu'il consiste notamment à : a) introduire à l'intérieur de ladite canalisation une scie de 10 découpe mue par un robot configuré pour être sélectivement déplacé dans ladite canalisation, b) déplacer ledit robot dans la canalisation, puis l'immobiliser quand ladite scie est à l'aplomb d'une région à découper ; c) approcher ladite scie de la paroi interne de la canalisation, puis procéder à une découpe de cette paroi à l'aide de la scie ; d) déplacer ladite scie selon un mouvement de révolution pour procéder à la découpe complète de ladite canalisation en deux premiers tronçons ; e) réitérer, le cas échéant, lesdites étapes b), c) et d) n-1 fois jusqu'à l'obtention desdits n tronçons. Selon d'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de ce procédé, il est mis en oeuvre : - à l'intérieur d'une canalisation cylindrique ; à l'intérieur d'une canalisation en amiante ciment ; à l'aide d'un robot équipé d'une scie circulaire de découpe ; au moyen d'un robot pourvu d'un bras mobile en rotation autour de l'axe longitudinal dudit robot, lequel est aligné avec l'axe longitudinal de ladite canalisation. Un autre objet de l'invention est un dispositif qui peut être utilisé 30 pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. Selon l'invention, le dispositif comporte un robot configuré pour être sélectivement mû selon un déplacement linéaire et être sélectivement immobilisé en une position déterminée, ce robot comportant un bras mobile dont l'extrémité libre porte une scie de découpe. 35 Selon d'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de ce dispositif : 3 - ledit robot comporte, à l'une de ses extrémités, une tête sélectivement mobile en rotation autour de l'axe longitudinal dudit robot, et que ledit bras ainsi que ladite scie sont 5 configurés de telle sorte que le mouvement en rotation de ladite tête se traduise par un mouvement homothétique de ladite scie ; - ledit robot comporte en aval dudit bras, lorsque l'on considère le déplacement dudit robot en marche avant, un boudin 10 cylindrique élastiquernent deformable ; - ledit boudin est un boudin gonflable/dégonflable à volonté ; - le dispositif est pourvu, de part et d'autre dudit boudin, d'un ensemble de roulettes ; - ledit dispositif comporte un capot mobile de confinement 15 reconfiguré pour découvrir à la demande la partie active de ladite scie, pour épouser la paroi interne de la canalisation et confiner les poussières émises pendant la découpe. - ledit dispositif comporte des moyens d'aspiration qui opèrent au voisinage immédiat de ladite scie ; et 20 - ledit dispositif comporte des moyens de projection d'eau qui opèrent au voisinage immédiat de ladite scie. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de l'invention. Cette description est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble et de côté du dispositif selon l'invention représenté en position active à l'intérieur d'une canalisation, laquelle est représentée en coupe selon un plan vertical ; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 montrant le dispositif juste après son introduction dans ladite canalisation ; 4 - les figures 3 à 5 sont des vues en perspective du dispositif dans différentes positions de la scie, ces différentes vues étant destinées à montrer les différents éléments qui le constituent ; - la figure 6 est une vue similaire à la figure 4 montrant plus spécifiquement la partie centrale du dispositif ; - les figures 7 et 8 sont des vues en perspective de la partie aval du dispositif comprenant notamment la lame de découpe, laquelle est représentée dans deux positions respectives, à savoir une position de repos ainsi qu'une position de travail ; - les figures 9 et 10 sont des vues similaires de côté du dispositif destinées à montrer la position des différents éléments qui le constituent lorsque la lame passe de la position de repos à la position active de travail ; - enfin, les figures 11 à 13 sont des vues similaires montrant différentes positions de la scie en cours de découpe de la canalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Dans l'ensemble de la description qui va suivre, on prend pour acquis le fait que le dispositif selon l'invention a pour but de procéder à la découpe par l'intérieur d'une canalisation cylindrique 1 en amiante ciment, dont la paroi interne est référencée 10 et sa paroi externe est référencée 11 à la figure 1, cette canalisation 1 présentant un axe longitudinal X-X'. Par ailleurs, dans l'ensemble de la description, lorsque l'on utilisera les termes amont et aval, on considèrera que cela s'applique à l'ensemble des éléments du dispositif D en considérant que ce dispositif se déplace dans le sens de la flèche f repérée à la figure 1. D'amont en aval, le dispositif D précité comporte un robot constitué d'un engin automoteur 2, lequel porte une tête rotative 3. Cette tête est associé à un bras mobile 4 dont l'extrémité aval comporte une scie circulaire de découpe 5, le dispositif D se prolongeant dans sa partie aval par un boudin gonflable 6. Pour en revenir au robot constitué d'un engin automoteur 2, celui-ci comporte un corps métallique 20 longiligne dont les dimensions sont adaptées pour être introduit dans une canalisation 1 de dimensions standards. 5 Avantageusement, cet engin est prévu automoteur et comporte à cet effet un moteur, par exemple électrique, mû et piloté à distance par un opérateur, de préférence grâce à une liaison filaire. Avantageusement, l'engin 2 est équipé d'une caméra et l'opérateur dispose d'un écran de visualisation des images filmées par la caméra. Comme visible sur l'ensemble des figures annexées, cet engin 2 est pourvu d'une paire de roues 21 (deux seulement sont visibles sur les figures 1 et 2). Ces roues sont prévues interchangeables de sorte que, même si le dispositif D est introduit dans une canalisation 1 de diamètre différent, la permutation de ces roues permet de faire coïncider l'axe longitudinal de l'engin automoteur 2 avec l'axe longitudinal X-X' de la canalisation 1. Aux figures 1 et 2, on a référencé P le plan virtuel dans lequel les roues 21 s'appuient sur la paroi interne 10 de la canalisation 1. Du côté aval du corps 20 est montée une tête rotative 3, cette tête pouvant être pilotée en rotation autour d'un axe longitudinal qui est confondu avec l'axe X-X' précité. A cette fin, le corps 20 incorpore un arbre de rotation non visible qui est préférentiellement mû par le même moteur que celui qui autorise le déplacement de l'engin 2. A la figure 1, on a repéré par la flèche g le mouvement de rotation possible dans un sens ou dans l'autre de la tête 3. Cette tête 3 est flanquée en direction aval de deux joues parallèles 23 qui peuvent être mues en rotation autour d'un axe Y1-Y'1 qui s'étend transversalement par rapport à l'axe X-X', c'est-à-dire selon une direction diamétrale. Afin de conférer un parfaite parallélisme aux deux joues 23, il est prévu entre elles des moyens notamment visibles à la figure 4 qui les relient. A l'extrémité aval de chacune des joues 23 sont articulées autour d'un axe Y2-Y2 (parallèle à Y1-Y'1) deux tiges parallèles 24, ces tiges étant également parallèles aux joues 23. Leur extrémité aval est percée d'ouvertures pour le passage d'une tige 25 visible à la figure 4, formant un axe de rotation Y3-Y'3 parallèle à l'axe précité Y1-Y1. Dans le prolongement des tiges 24 s'étend, selon l'axe X-X', un bras unique 4. Son extrémité amont 40 est articulée sur la tige 25 autour d'un axe Y3-Y'3 et occupe une position médiane entre les tiges 24. Ce bras est coudé et comporte deux tronçons 41, 42 qui s'étendent dans la continuité l'un de l'autre. 6 Comme visible notamment sur les figures 1 et 2, les tronçons 41 et 42 forment un angle w qui est un angle obtus, de sorte que la "convexité" de la tige est dirigée du même côté que les roues 21 de l'engin 2. Le deuxième tronçon 42 du bras 4 porte une roue 420 qui est orientée transversalement, c'est à dire de manière à pouvoir décrire un mouvement circonférentiel, comme on le verra plus loin. L'extrémité aval du deuxième tronçon 42 du bras 4 est articulée autour d'un axe Y4-Y'4 sur un châssis 8 de support de la scie 5. La scie 5, par exemple diamantée, est montée sur le châssis 8 précité et présente un axe de rotation parallèle à l'axe X-X'. Elle peut être animée à la demande d'un mouvement de rotation sur elle-même grâce à un moteur 52, par exemple pneumatique, qui est fixé à un support 51 solidaire du châssis 8. Cette scie est recouverte par un capot de confinement 50, notamment visible aux figures 7 et 8, dont la partie supérieure présente une fente 500 autorisant le passage de la scie 5. Le capot 50 présente une partie supérieure dont la forme externe est convexe, de manière à épouser parfaitement la courbure interne (concave) de la canalisation 1 lorsqu'il est plaqué contre elle. Bien que cela ne soit pas visible sur les figures annexées, le capot 50 est monté sur ressorts, de sorte qu'en l'absence de sollicitation/contrainte (ce qui correspond à la position de la figure 7) le capot 50 recouvre complètement la lame. Ceci correspond à une position inactive. A contrario, dès qu'une sollicitation/contrainte apparaît, c'est à dire lorsqu'il est en appui contre la paroi interne de la canalisation, les ressorts se compriment de sorte que le capot s'escamote pour découvrir la lame 5 qui traverse partiellement la fente 500, comme montré à la figure 8. Ce capot est prévu interchangeable de sorte que, même si le dispositif D est introduit dans une canalisation 1 de diamètre différent, le changement de capot permet de faire coïncider sa convexité avec la forme concave de la paroi de la canalisation. Au niveau du capot 50 et à proximité de la scie 5 sont prévus des moyens d'aspiration et de projection d'eau non représentés qui ont respectivement pour fonction d'aspirer les résidus de découpe et les fibres d'amiante lorsque la lame travaille et de rabattre les poussières et fibres d'amiante (c'est à dire de les "noyer" dans l'eau). 7 Le châssis 8 précité comporte une pièce de prolongement aval 80 d'axe X-X' sur laquelle est monté, à l'aide de glissières non visibles sur les schémas annexés, un arbre dirigé axialernent. Cet axe non rotatif 60 est pourvu d'un boudin gonflable cylindrique 6 qui est par exemple réalisé en caoutchouc. Les moyens de gonflage de ce boudin ne sont pas représentés pour davantage de clarté des figures. On expliquera plus loin sa fonction. Comme cela est particulièrement visible aux figures 7 et 8, l'arbre 60 porte, de part et d'autre du boudin 6, un arceau 70 en forme de "U" renversé dont les ailes portent à leur extrémité des roues 7. Ces deux paires de roues 7 s'appuient sur la paroi de la canalisation 1 lorsque le boudin 6 est en position dégonflée, comme visible à la figure 2. Nous procédons ci-après à la description du procédé de découpe d'une canalisation 1 non métallique à l'aide du dispositif D précédemment décrit. Pour ce faire, on suppose que cette canalisation va être découpée en n tronçons, par exemple d'une longueur nominale d'un mètre, n étant un entier au moins égal à 2. Une première étape de ce procédé consiste à introduire à l'intérieur de la canalisation 1 le dispositif D qui vient d'être décrit. Ce dispositif présente alors la configuration de la figure 2, ce qui signifie que le boudin 6 est dégonflé. Le déplacement de l'engin 2 est piloté à distance et le bon positionnement de celui-ci est par exemple repéré par la caméra embarquée sur l'engin. Lorsque le dispositif D occupe sa position prédéfinie, l'engin automoteur 2 est stoppé. Le système d'aspiration associé au capot 50 est mis en fonctionnement. Ensuite, on provoque le déclenchement de la rotation de la scie 5 grâce au moteur 52 et, dans le même temps, on commande le gonflement à distance du boudin 6. De ce fait, on se trouve dans la configuration de la figure 2 mais avec le boudin gonflé. Ce boudin a non seulement pour fonction d'opérer une étanchéité côté aval de la canalisation 1, mais aussi d'autoriser une parfaite stabilité de l'appareil lors de la découpe qui va suivre. Dans une opération suivante qui transparaît notamment dans les figures 9 et 10, on procède au pivotement à distance des joues 23 dans le sens de 8 leur descente (comme montré sur la flèche h de la figure 10). De ce fait, les bras 24 s'orientent vers le bas. Par réaction et du fait que la roue 420 du bras 4 est toujours en appui sur la paroi interne de la canalisation, cela provoque la remontée du support 8 vers le haut, comme montré sur la flèche j, de sorte que le capot de confinement 50 se plaque contre et épouse le galbe de la paroi interne de la canalisation 1. En poursuivant le mouvement de descente des joues 23, le capot 50 se comprime davantage sur la paroi jusqu'à ce que la lame de scie 5 soit découverte et entame la découpe de la paroi de la canalisation 1. Lorsque le capot est complètement comprimé contre la paroi interne, la lame de scie 5 est en mesure de trancher l'épaisseur totale de la paroi. On se situe alors dans la position de la figure 1. Immédiatement après, on pilote le robot 2 de manière à animer la tête 3 selon un mouvement de rotation autour de l'axe X-X'. De ce fait, on procède progressivement à la découpe de la canalisation 1 selon un mouvement complet de révolution. Autrement dit, on lui fait décrire un mouvement à 360° autour de l'axe X-X'. On peut se reporter aux figures 11, 12 et 13 pour visualiser certaines orientations de la lame au cours de cette découpe. Lorsque la découpe est achevée, on pilote le déplacement des joues dans le sens inverse (c'est à dire vers le haut), jusqu'à le capot 50 ne soit plus comprimé mais de sorte qu'il reste tout de même en contact avec la paroi de canalisation 1. Pendant cette opération, la lame de scie 5 et l'aspiration sont toujours en fonctionnement. L'intérieur du capot de confinement 50 contenant la lame de scie 5 est alors aspergé d'eau via le système de projection. Ainsi, l'eau rabat les poussières et les fibres d'amiante qui sont aspirées par le système d'aspiration. Ensuite on procède à la descente complète du dispositif. La rotation de la lame de scie 5 est arrêtée et on procède au dégonflage du boudin 6. En dernier lieu, on arrête l'aspiration lorsque le boudin est complètement dégonflé, Ensuite, on déplace le dispositif vers un autre endroit et on procède à nouveau comme déjà décrit, et ainsi de suite. Ainsi, aucune intervention humaine n'est nécessaire dans la tranchée pendant la découpe des canalisations en amiante ciment. Le fait de 9 découper par l'intérieur des sections de canalisation préalablement à l'extraction permet de supprimer l'exposition des personnes aux fibres d'amiante lors du découpage traditionnellement réalisé par l'extérieur. Lorsque la canalisation est complètement découpée en plusieurs tronçons, REVENDICATIONS1. Procédé de découpe d'une canalisation (1) non métallique en n tronçons, n étant un entier au moins égal à 2, caractérisé par le fait qu'il consiste notamment à : a) introduire à l'intérieur de ladite canalisation (1) une scie de 5 découpe (5) mue par un robot (2) configuré pour être sélectivement déplacé dans ladite canalisation (1) ; b) déplacer ledit robot (2) dans la canalisation (1), puis l'immobiliser quand ladite scie est à l'aplomb d'une région à découper ; c) approcher ladite scie (5) de la paroi interne (10) de la 10 canalisation (1), puis procéder à une découpe de cette paroi à l'aide de la scie (5) ; d) déplacer ladite scie (5) selon un mouvement de révolution pour procéder à la découpe complète de ladite canalisation en deux premiers tronçons ; 15 e) réitérer, le cas échéant, lesdites étapes b), c) et d) n-1 fois jusqu'à l'obtention desdits n tronçons. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est mis en oeuvre à l'intérieur d'une canalisation cylindrique (1). 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, 20 caractérisé par le fait qu'il est mis en oeuvre à l'intérieur d'une canalisation (1) en amiante ciment. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est mis en oeuvre à l'aide d'un robot (2) équipé d'une scie circulaire de découpe (5). 25 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est mis en oeuvre au moyen d'un robot (2) pourvu d'un bras (4) mobile en rotation autour de l'axe longitudinal (X-X') dudit robot (2), lequel est aligné avec l'axe longitudinal de ladite canalisation (1). 6. Dispositif (D) de découpe d'une canalisation cylindrique (1) en 30 tronçons, caractérisé par le fait qu'il comporte un robot (2) configuré pour être sélectivement mû selon un déplacement linéaire et être sélectivement immobilisé en une position déterminée, et que ledit robot (2) comporte un bras (4) mobile dont l'extrémité libre porte une scie de découpe (5). 11 7. Dispositif (D) selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit robot (2) comporte, à l'une de ses extrémités, une tête (3) sélectivement mobile en rotation autour de l'axe longitudinal (X-X') dudit robot (2), et que ledit bras (4) ainsi que ladite scie (5) sont configurés de telle sorte que le mouvement en rotation de ladite tête (3) se traduise par un mouvement homothétique de ladite scie (5). 8. Dispositif (D) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'il comporte en aval dudit bras (4) lorsque l'on considère le déplacement dudit robot en marche avant, un boudin cylindrique (6) 10 élastiquernent deformable. 9. Dispositif (D) selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit boudin (6) est un boudin gonflable/dégonflable à volonté. 10. Dispositif (D) selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait qu'il est pourvu, de part et d'autre dudit boudin (6), d'un ensemble de 15 roulettes (7). 11. Dispositif (D) selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que qu'il comporte un capot mobile (50) de confinement configuré pour découvrir à la demande la partie active de ladite scie (5), pour épouser la paroi interne de la canalisation (1) et confiner les poussières émises pendant la 20 découpe. 12. Dispositif (D) selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'aspiration qui opèrent au voisinage immédiat de ladite scie (5). 13. Dispositif (D) selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé 25 par le fait qu'il comporte des moyens de projection d'eau qui opèrent au voisinage immédiat de ladite scie (5).