INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
De préférence, lorsque lesdits seuils haut ou bas sont atteints par ledit au moins un paramètre physico-chimique mesuré sur le coulis en amont de la zone d’ajout de la deuxième composition, le mélange dans l’excavation est considéré comme homogène et le critère d’activation est considéré atteint.
Avantageusement, et de manière non limitative, on mesure plusieurs paramètres physico-chimiques distincts du coulis pompé et on stoppe ledit au moins un cycle d’activation lorsque la valeur de chacun desdits paramètres physico-chimiques devient supérieure à un seuil haut prédéterminé ou inférieure à un seuil bas prédéterminé, associé à ce paramètre physico-chimique. En variante, le cycle d’activation peut être stoppé lorsqu’un seul des paramètres physico-chimiques atteint le seuil haut ou bas qui lui est associé.
Sans sortir du cadre de l’invention, ledit au moins un paramètre physico-chimique peut être mesuré sur le coulis pompé dans l’excavation, par exemple, au niveau d’une buse d’aspiration d’une pompe destinée à pomper le coulis, disposée dans l’excavation. En variante, ledit au moins un paramètre physico-chimique peut être mesuré sur le coulis pompé, hors de l’excavation.
De préférence, le seuil haut prédéterminé, respectivement le seuil bas prédéterminé, est déterminé à partir dudit au moins un paramètre physico-chimique mesuré pour le coulis activé. Ledit paramètre physico-chimique mesuré pour le coulis activé est utilisé comme référence traduisant l’activation du coulis. Un intérêt est que le seuil haut ou bas est ajusté en fonction des propriétés du coulis activé et est particulièrement adapté aux conditions de mise en œuvre du procédé, par exemple à la nature du sol ou du coulis. La maitrise de l’activation du coulis et l’homogénéité du coulis présent dans l’excavation suite au cycle d’activation sont encore améliorées.
Dans ce mode de réalisation non limitatif, le paramètre physico-chimique est mesuré sur le coulis pompé et sur le coulis activé. On comprend que les seuils haut ou bas peuvent évoluer en fonction de la valeur dudit paramètre physico-chimique mesuré pour le coulis activé.
Encore de préférence, le seuil haut prédéterminé, respectivement le seuil bas prédéterminé, est choisi sensiblement égal à la valeur dudit au moins un paramètre physico-chimique mesuré pour le coulis activé.
La valeur dudit paramètre physico-chimique mesuré sur le coulis pompé est alors directement comparée à la valeur dudit paramètre physico-chimique mesurée sur le coulis activé.
Ledit paramètre physico-chimique est de préférence mesuré sur le coulis activé avant son introduction dans l’excavation et encore de préférence immédiatement en aval de l’ajout de la deuxième composition dans le coulis pompé, éventuellement après une étape optionnelle de mélange du coulis pompé avec la deuxième composition.
Lorsque la valeur du paramètre physico-chimique mesuré sur le coulis pompé atteint ledit seuil haut ou bas, déterminé à partir dudit au moins un paramètre physico-chimique mesuré pour le coulis activé, il peut être considéré que l’ensemble du coulis introduit initialement dans l’excavation lors du forage a été activé.
De manière avantageuse, ledit au moins un paramètre physico-chimique est choisi parmi la conductivité, le pH, la viscosité, la température ou la concentration en ion spécifique du coulis pompé. Un tel paramètre physico-chimique varie lors de la réaction de la première composition du coulis avec la deuxième composition, et donc lors de l’activation du coulis. En d’autres mots, la valeur de ces paramètres physico-chimiques est indicatrice de l’activation ou non du coulis. A titre d’exemple, la conductivité du coulis est amenée à augmenter lors de l’ajout de la deuxième composition. Par ion spécifique on entend un ion sélectionné et pouvant être utilisé comme indicateur. Il s’agit d’un ion dont la concentration peut être mesurée et dont la concentration augmente ou diminue significativement lors de l’activation du coulis. Il peut par exemple s’agir d’un ion chlorure, sulfate ou encore calcium.
De préférence, le paramètre physico-chimique du coulis pompé est mesuré en surface, hors de l’excavation. Un intérêt est de réaliser la mesure du paramètre physico-chimique immédiatement en amont de l’ajout de la deuxième composition dans le coulis pompé, afin de doser d’autant plus précisément la deuxième composition à ajouter. La mesure est en outre facilitée.
Préférentiellement, le dosage de la deuxième composition ajoutée dans le coulis pompé est ajusté au cours dudit au moins un cycle d’activation du coulis, en fonction dudit paramètre physico-chimique mesuré sur le coulis pompé. En particulier, la quantité de deuxième composition ajoutée dans le coulis pompé peut être réduite lorsque la valeur dudit paramètre physique-chimique mesuré sur le coulis pompé approche du seuil haut ou bas prédéterminé. En outre, le dosage en deuxième composition ajoutée dans le coulis pompé peut être augmenté si l’évolution dans le temps du paramètre physico-chimique mesuré sur le coulis pompé n’est pas suffisante.
Avantageusement, ledit au moins un cycle d’activation du coulis comprend, après avoir ajouté la deuxième composition dans le coulis pompé, une étape de mélange dans laquelle on mélange le coulis pompé avec la deuxième composition ajoutée, à l’aide d’un outil mélangeur. Un intérêt est d’améliorer l’homogénéité du coulis activé, formé par mélange du coulis pompé et de la deuxième composition, afin d’améliorer les propriétés mécaniques de l’élément fabriqué.
De préférence, mais de manière non limitative, l’étape de mélange est réalisée en ligne. L’outil mélangeur peut comprendre un agitateur statique ou un élément mobile, afin de faciliter le mélange du coulis activé, notamment lorsque la viscosité de ce dernier est importante.
De manière avantageuse, le mélange du coulis pompé avec la deuxième composition est réalisé hors-sol et/ou dans l’excavation. Le mélange peut être réalisé exclusivement hors-sol, exclusivement dans l’excavation ou conjointement hors-sol et dans l’excavation.
Le procédé de fabrication d’un élément dans un sol va maintenant être décrit en détails à l’aide des figures 1 à 7 .
Tel qu’illustré en , on fournit initialement la machine de forage 12 munie de l’outil de forage 14 . Le sol S est dépourvu d’excavation.
On réalise alors une étape de forage, illustrée en , au cours de laquelle on fore une excavation H dans le sol à l’aide de l’outil de forage 14 . Lors du forage, on introduit dans ladite excavation, à l’aide du dispositif d’introduction 16 , un coulis F comprenant une première composition. Ledit coulis joue alors le rôle d’un fluide de forage. En particulier, le coulis permet d’exercer une pression hydrostatique sur les parois de l’excavation afin d’éviter qu’elles ne s’effondrent.
Ce coulis F introduit lors du forage est inerte et non-activé, de sorte qu’il est configuré pour ne pas durcir tant que la première composition ne réagit pas avec une composition d’activation. La première composition du coulis comprend au moins un composant d’aluminosilicate non-activé choisi parmi : un laitier de haut fourneau, des cendres volantes, une argile calcinée, par exemple de type métakaolin ou kaolin, une argile de type bentonite, kaolinite, smectite, illite, attapulgite, sepiolite ou un mélange de ces derniers.
Lors d’essais réalisés par les inventeurs, le coulis F est constitué d’eau à raison de 920 litres par mètre cube (L/m 3 ), de bentonite à raison de 45 kilogrammes par mètre cube (kg/m 3 ) et de laitier de haut fourneau à raison de 185 kg/m 3 . La densité de ce coulis F est d’environ 1,15. La première composition du coulis comprend donc un mélange de bentonite et de laitier de haut fourneau.
Le coulis peut en outre contenir un adjuvant configuré pour retarder ou accélérer le durcissement du coulis.
L’adjuvant retardateur peut être choisi parmi la famille des gluconates, des lignosulfonates, des phosphonates de calcium, sodium ou ammonium ainsi que parmi les sels dérivés de l’acide citrique, de l’acide borique ou du citrate de sodium.
L’adjuvant accélérateur peut être choisi parmi des sels de calcium, de sodium et d’ammonium, par exemple du carbonate de calcium, du chlorure de calcium, du sulfate de calcium, du nitrate de calcium, du silicate de sodium, de l’aluminate de sodium.
L’adjuvant peut également être un superplastifiant choisi parmi les familles suivantes : polynaphtalène sulfonate, polymélamine sulfonate, éther de polycarboxylate, polyacrylate de sodium, pyrophosphate ou hexamétaphosphate de sodium.
Tel qu’illustré en , et de manière non limitative, l’outil de forage 14 est extrait de l’excavation H . L’excavation H est alors remplie du coulis non-activé F introduit lors de l’étape de forage au moyen du dispositif d’introduction 16 .
Comme on le constate sur la , on met alors en place les éléments de l’installation 10 permettant l’activation du coulis F , et en particulier le dispositif d’activation 20 , le moyen de traitement 30 et le dispositif de contrôle 40 . La conduite d’aspiration 24 du moyen de pompage 22 et disposée dans l’excavation de sorte que la buse d’aspiration 26 s’étend à proximité du fond de l’excavation H . La conduite d’introduction 38 est reliée à l’outil mélangeur 36 et est positionnée de manière à déboucher dans une partie supérieure de l’excavation H , proche de la surface.
La conduite d’aspiration 26 et la conduite d’introduction 38 sont initialement vides tandis que le réservoir 32 est rempli d’une deuxième composition C . La vanne 35 est initialement fermée. Cette deuxième composition C est une composition d’activation, comprenant des composants activateurs. Cette deuxième composition C est configurée pour réagir avec la première composition du coulis F introduit initialement dans l’excavation H lors du forage, afin d’activer ce coulis F et d’initier son durcissement.
De manière non limitative la deuxième composition C comprend une préparation alcaline, qui est dans cet exemple non limitatif une solution alcaline, pouvant être une solution alcaline de sodium, de potassium ou de calcium, en particulier choisie parmi : une solution de carbonate de sodium ou de potassium; une solution de silicate de sodium, de potassium ou de calcium ; une solution d’hydroxyde de sodium, de potassium ou de calcium ; ou encore une solution d’oxyde de calcium ; ou encore une combinaison de ces dernières.
De manière non limitative, la solution alcaline pourrait être remplacée par une poudre alcaline constituée des mêmes composés que la solution alcaline.
Lors des essais, et de manière non limitative, les inventeurs ont retenu une deuxième composition C comprenant un lait d’oxyde de calcium (CaO), ou chaux vive, à raison de 20 L/m 3 .
Cette deuxième composition peut également contenir un adjuvant configuré pour retarder ou accélérer le durcissement du coulis ou pour le fluidifier.
La illustre le début du cycle d’activation du procédé selon l’invention ;
La illustre une étape intermédiaire du cycle d’activation du procédé selon l’invention ;
La illustre la fin du cycle d’activation ;
La illustre un élément fabriqué dans un sol au moyen du procédé selon l’invention ;
La illustre l’évolution de la conductivité du coulis pompé en fonction de la concentration massique en deuxième composition ; et
La illustre l’évolution de la résistance en compression de l’élément fabriqué en fonction de la concentration massique en deuxième composition.
L’invention porte sur un procédé fabrication d’un élément dans un sol. Ce procédé permet de fabriquer un élément tel qu’un écran de soutènement provisoire ou un écran d’étanchéité par activation d’un coulis de forage.
A l’aide des figures 1 à 7 , on va décrire un mode de réalisation non limitatif du procédé, conforme à la présente invention, de fabrication d’un élément E dans un sol S . Le procédé est mis en œuvre au moyen d’une installation 10 de fabrication d’un élément dans un sol selon l’invention. Cette installation est également illustrée sur les figures 1 à 7 .
L’installation 10 comprend une machine de forage 12 , comprenant un outil de forage 14 , configuré pour forer une excavation dans le sol S . La géométrie de l’excavation dépend de l’outil de forage 14 . L’outil est ici cylindrique. Comme on peut le voir en , l’installation 10 comprend par ailleurs un dispositif d’introduction 16 configuré pour introduire dans une excavation un coulis. Dans cet exemple non limitatif, le dispositif d’introduction 16 comprend une buse de projection disposée à l’extrémité distale de l’outil de forage 12 . En variante, et de manière non limitative, le dispositif d’introduction 16 peut comprendre une conduite débouchant en tête de l’excavation et permettant d’introduire le coulis dans l’excavation au fur et à mesure du forage de ladite excavation.
Tel qu’illustré en , l’installation 10 comprend de plus un dispositif d’activation 20 du coulis. Le dispositif d’activation 20 du coulis comprend un moyen de pompage 22 . Le moyen de pompage 22 comprend une conduite d’aspiration 24 configurée pour s’étendre dans une excavation et une buse d’aspiration 26 arrangée à l’extrémité distale de la conduite d’aspiration et configurée pour être disposée dans une excavation.
Le dispositif d’activation 20 comprend en outre un moyen de traitement 30 d’un coulis configuré pour ajouter dans du coulis pompé une deuxième composition. Le moyen de traitement 30 comprend un réservoir 32 configuré pour recevoir ladite deuxième composition et une conduite de traitement 34 . La conduite de traitement 34 et la conduite d’aspiration 24 se rejoignent au niveau d’un outil mélangeur 36 . Dans cet exemple non limitatif, l’outil mélangeur 36 comprend un mélangeur en ligne. De manière non limitative, l’outil mélangeur peut être statique ou comprendre un élément mobile. La conduite de traitement 34 est munie d’une vanne 35 pouvant prendre une position ouverte ou fermée, afin d’autoriser ou non la circulation de la deuxième composition présente dans le réservoir vers l’outil mélangeur 36 .
Le dispositif d’activation 20 comprend de plus un moyen d’introduction 38 d’un coulis activé dans une excavation. Dans cet exemple non limitatif, le moyen d’introduction 38 consiste en une conduite d’introduction configuré pour être reliée à l’outil mélangeur 36 et pour déboucher dans une partie supérieure d’une excavation, proche de la surface. Le moyen d’introduction 38 pourrait comprendre une buse d’introduction disposée à l’extrémité de la conduite d’introduction.
Sur la , on remarque que l’installation 10 comprend un dispositif de contrôle 40 comprenant un premier organe de mesure 42 et un deuxième organe de mesure 44 .
Le premier organe de mesure 42 est configuré pour mesurer au moins un paramètre physico-chimique sur un coulis pompé depuis une excavation et circulant dans la conduite d’aspiration 24 , en amont du moyen de traitement du coulis 30 , et en amont de l’outil mélangeur 36 . Dans cet exemple non limitatif, le premier organe de mesure 42 est configuré pour mesurer ledit paramètre physico-chimique en surface, hors de l’excavation.
Le deuxième organe de mesure 44 est configuré pour mesurer au moins un paramètre physico-chimique sur un coulis activé circulant dans la conduite d’introduction 38 et destiné à être introduit dans l’excavation. Le deuxième organe de mesure 44 est configuré pour mesurer ledit paramètre physico-chimique en aval du moyen de traitement 30 du coulis et de l’outil mélangeur 36 .
Le dispositif de contrôle 40 comprend en outre une unité de commande 46 avec laquelle communiquent les premier et deuxième organes de mesure 42 , 44 . L’unité de commande 46 est apte à commander la vanne 35 afin de stopper la circulation de la deuxième composition depuis le réservoir 32 vers l’outil mélangeur 36 , notamment en fonction des paramètres physico-chimiques mesurés par les premier et deuxième organes de mesure 42 , 44 . L’unité de commande 46 comprend un module de détermination de seuil.
Lorsqu’au moins un paramètre physico-chimique est mesuré sur le coulis activé, ledit au moins un paramètre physico-chimique est de préférence mesuré en aval dudit mélange. On comprend que lorsque le mélange du coulis pompé avec la deuxième composition est réalisé hors-sol, ladite mesure peut également être réalisée hors-sol.
De préférence, le pompage du coulis est réalisé depuis une partie inférieure de l’excavation, de préférence à proximité du fond de l’excavation, grâce à quoi tout le coulis non-activé, introduit initialement dans l’excavation lors du forage, peut être pompé. Le niveau dudit coulis-non activé dans l’excavation diminue progressivement au cours du cycle d’activation.
Le pompage est avantageusement réalisé au moyen d’une pompe présentant une buse d’aspiration disposée dans le fond de l’excavation. Un conduit d’aspiration s’étend alors entre la buse d’aspiration et la surface.
Préférentiellement, le coulis activé est introduit dans l’excavation en une partie supérieure de ladite excavation. Un intérêt est de limiter le mélange entre le coulis non-activé, initialement introduit dans l’excavation lors du forage, et le coulis activé introduit dans l’excavation durant le cycle d’activation. Il est précisé qu’un éventuel mélange entre le coulis activé et le coulis non activé au sein de l’excavation ne compromet pas l’efficacité du procédé selon l’invention, dans lequel le cycle d’activation est avantageusement poursuivi jusqu’à activation du coulis initialement présent dans l’excavation.
Au cours du cycle d’activation, le coulis activé est introduit dans l’excavation de manière à la remplir progressivement, en remplacement du coulis non-activé introduit initialement lors du forage. Le coulis activé va remplir progressivement le volume de l’excavation en partant du haut de l’excavation vers le bas de l’excavation, à mesure que le coulis initialement introduit lors du forage est pompé. Aussi, lorsque du coulis activé est pompé, il peut être déduit que sensiblement tout le coulis introduit initialement lors du forage a été activé.
En variante, et de manière non limitative, le coulis activé peut être introduit en une partie inférieure de l’excavation tandis que le pompage du coulis est réalisé depuis une partie supérieure de l’excavation.
Avantageusement, la première composition du coulis comprend au moins un composant d’aluminosilicate non-activé ou un composé de silicate et d’aluminate.
On comprend par composant d’aluminosilicate, tout matériau constitué de silicates comprenant de l’aluminium (Al) sous forme d’oxydes.
En variante, et de manière non limitative, la première composition peut comprendre un mélange de plusieurs composants, ledit mélange étant source d’aluminosilicate. On comprend par « un mélange de plusieurs composants, ledit mélange étant source d’aluminosilicate », tout mélange apportant de la silice et de l’oxyde d’aluminium.
De préférence, ledit au moins un composant d’aluminosilicate non-activé est choisi parmi : un laitier de haut fourneau, des cendres volantes, une argile calcinée par exemple de type métakaolin ou kaolin, une argile de type bentonite, kaolinite, smectite, illite, attapulgite, sepiolite ou un mélange de ces derniers. Ces composants sont des précurseurs aptes à réagir avec des composants activateurs de la deuxième composition pour activer le coulis pompé.
De préférence, ledit au moins un composant d’aluminosilicate non-activé comprend un mélange de laitier de haut fourneau et de bentonite.
En variante, et de manière non limitative, la première composition peut comprendre un filler calcaire (carbonate de calcium et/ou magnésium) et/ou un filler siliceux.
De manière avantageuse, la deuxième composition comprend une préparation alcaline, par exemple une poudre alcaline ou une solution alcaline. Ladite préparation alcaline réagit avec la première composition, et de préférence avec ledit au moins un composant d’aluminosilicate de la première composition, de manière à activer le coulis pompé.
De préférence, la préparation alcaline est une poudre alcaline ou une solution alcaline (liquide).
De manière avantageuse, la première composition réagit avec la préparation alcaline de la deuxième composition pour former un géopolymère ou un matériau alkali activé.
Préférentiellement, la préparation alcaline est une préparation alcaline de sodium, de potassium ou de calcium, en particulier choisie parmi : une préparation de carbonate de sodium ou de potassium; une préparation de silicate de sodium, de potassium ou de calcium ; une préparation d’hydroxyde de sodium, de potassium ou de calcium ; une préparation d’oxyde de calcium ; une préparation de sulfate de sodium, de potassium ou de calcium ; ou encore de la chaux vive, de la chaux éteinte ou de la chaux aérienne, ou encore une combinaison de ces dernières.
Selon un mode de réalisation particulier, l’élément textile, notamment une corde ou une sangle, selon l’invention est constitué ou comprend une âme entourée d’une gaine, l’âme et/ou la gaine étant constituée de ou comprenant lesdites fibres de polyamide.
Selon un mode de réalisation plus particulier, l’élément textile, notamment une corde ou une sangle, selon l’invention est constituée ou comprend une âme entourée d’une gaine, étant précisé que :
l’âme et la gaine sont constituées de ou comprennent des fibres de polyamide ; ou l’âme est constituée de ou comprennent des fibres de polyamide, la gaine étant en particulier dépourvue de fibres de polyamide ; ou la gaine est constituée de ou comprennent des fibres de polyamide, l’âme étant en particulier dépourvue de fibres de polyamide.
Selon un mode de réalisation particulier, l’élément textile selon l’invention est une corde, par exemple une corde d’alpinisme ou une corde d’escalade, une cordelette, une sangle, un lacet, notamment un lacet de chaussure, ou tout dispositif constitué de ou comprenant au moins une corde et/ou au moins une sangle, comme par exemple un baudrier ou un coinceur. Selon un mode de réalisation particulier, le polyamide est un polyamide 6-6.
Selon un mode de réalisation particulier, lesdites fibres de polyamide sont fonctionnalisées par au moins un aldéhyde de formule (I a ) suivante :
H-C(=O)-X (I a ) ;
dans laquelle X est un groupe choisi parmi :
les alkyles en C 1 -C 9 linéaires ou ramifiés ; les cycloalkyles en C 3 -C 9 ; les alcényles en C 2 -C 9 linéaires ou ramifiés ; les alcynyles en C 2 -C 9 linéaires ou ramifiés ; et les cycloalcényles en C 3 -C 9 ;
ledit groupe X étant optionnellement substitué par au moins un groupe R a indépendamment choisi parmi :
méthyle, O-méthyle,
et au moins un aldéhyde de formule (I b ) suivante :
H-C(=O)-X (I b ) ;
dans laquelle X est un groupe X 1 choisi parmi :
les alkyles en C 10 -C 16 linéaires ou ramifiés ; les alcényles en C 10 -C 16 linéaires ou ramifiés ; et les alcynyles en C 10 -C 16 linéaires ou ramifiés ;
ledit groupe X 1 étant optionnellement substitué par au moins un groupe R a indépendamment choisi parmi :
les alkyles en C 1 -C 16 linéaires ou ramifiés, les O-alkyles en C 1 -C 16 linéaires ou ramifiés, les aryles optionnellement substitués par au moins un groupe R b indépendamment choisi parmi les alkyles en C 1 -C 16 linéaires ou ramifiés ; et les phosphates, les phosphonates, et les phosphinates, en particulier les phosphates ;
- un écrou,
- une première bague en élastomère qui présente un premier épaulement,
- une deuxième bague en élastomère qui présente un deuxième épaulement,
- un palier extérieur solidaire du plateau,
où la première bague est enfilée sur la tige filetée en présentant le premier épaulement contre la tête, le palier extérieur est enfilé sur la tige filetée et s’emmanche sur la première bague, la deuxième bague est enfilée sur la tige filetée en s’emmanchant sous le palier extérieur et en présentant le deuxième épaulement à l’opposé du premier épaulement et en appui contre le châssis, la tige filetée est introduite dans un alésage du châssis et l’écrou est serré sur la tige filetée de l’autre côté du châssis par rapport à la tête.
Avantageusement, le système amortisseur comporte un palier intérieur enfilé sur la tige filetée et sur lequel s’emmanchent les deux bagues.
Avantageusement, le système amortisseur comporte une rondelle sous la tête de la vis.
Avantageusement, le système d’emboîtement comporte :
- un tube intérieur dont l’alésage forme l’alésage pour loger le plot,