"Procédé pour la prise d'échantillons dans des terrains sans
cohésion et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé".
La présente invention a pour objet un procédé pour
la prise, en profondeur et au fond d'un sondage, d'échantillons
non remaniés (à sec) dans des terrains sans cohésion, notamment dans des terrains sableux ou limineux.
Pour la prise de tels échantillons, la technique
! utilisée actuellement consiste à enfoncer dans le sol, au fond d'un sondage, un tube mincp- à une vitesse bien déterminée, l'ex- trémité du tube mince étant de section légèrement décroissante
de telle sorte que, par la consistance du terrain, la carotte découpée soit maintenue dans ledit tube. Cette façon de procéder présente l'inconvénient que, lorsque le terrain duquel on désire prélever un échantillon n'a pas une consistance suffisante et
est par exemple boueux, il n'est pas possible de ramener ledit échantillon en surface du fait que la carotte formée dans le tube s'échappe lors de la remontée de ce dernier.
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de procurer un procédé permettant, quelle que soit la consistance du terrain duquel on prélève des échantillons, de ramener à la surface du sol une carotte telle qu'elle a été prélevée au fond du sondage.
A cet effet, suivant l'invention, ledit procédé consiste à enfoncer dans le sol un carottier pour former la carotte constituant l'échantillon de terrain à prélever, à refroidir l'extrémité inférieure du carottier, en position enfoncée, pour former,
à la base de la carotte, un bouchon de terrain congelé permettant d'immobiliser la carotte dans le carottier, à maintenir le carottier dans cette position jusqu'au moment où le bouchon est formé,
à remonter le carottier et à récupérer la carotte maintenue intacte par le bouchon de terrain congelé.
L'invention a également pour objet un dispositif
pour la mise en oeuvre du procédé susdit.
Suivant l'invention, ledit dispositif comprend un <EMI ID=1.1>
que le tube extérieur découpe la carotte et pour que le tube intérieur reçoive cette dernière, monté à l'extrémité et dans le prolongement ùe tiges de sondage assurant les mouvements du carottier dans le sol, des moyens frigorifiques disposés dans le carottier à proximité de l'extrémité du tube extérieur découpant la carotte, une réserve d'agent frigorifique sous pression, une vanne de détente de l'agent frigorifique, un robinet et des moyens de commande dudit robinet pour admettre l'agent à la vanne et un système de distribution dudit agent frigorifique reliant la vanne aux moyens frigorifiques susdits et disposés entre les deux tubes du carottier.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, les deux tubes du carottier sont mobiles l'un par rapport à l'autre suivant leur axe, le tube intérieur étant fixé aux tiges de sondage tandis que le tube extérieur est monté sur le tube intérieur par l'intermédiaire d'un système d'ancrage pouvant occuper deux positions, une première position dans laquelle les deux tubes sont fixes l'un par rapport à l'autre pour l'enfoncement du carottier dans le sol et une seconde position dans laquelle le tube extérieur peut coulisser sur le tube intérieur dans le sens opposé à la descente du carottier lorsqu'il atteint la profondeur voulue, les deux tubes étant agencés, d'une part, pour que, dans la première position du système d'ancrage,
l'extrémité du tube extérieur découpant la carotte soit située à un niveau inférieur à celui de l'extrémité correspondante du tube intérieur, les moyens frigorifiques,fixés au tube intérieur sur le pourtour de ce dernier, s'étendant entre ces extrémités jusqu'à proximité de l'extrémité du tube extérieur et, d'autre part, pour que, dans la seconde position du système d'ancrage, le tube extérieur puisse coulisser sur le tube intérieur d'une distance sensiblement égale à la distance séparant les deux extrémités susdites afin que lesdits moyens frigorifiques puissent faire saillie par rapport à l'extrémité du tube extérieur, des moyens étant prévus pour amener le système d'ancrage de sa première à sa seconde position.
Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les moyens frigorifiques sont constitués par des tubes flexibles dans lesquels est admis l'agent frigorifique, ces tubes étant disposés sensiblement parallèlement à l'axe du carottier et régulièrement répartis sur le pourtour du tube intérieur de ce dernier.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire, ces dessins illustrant le procédé susdit et représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation particulière du dispositif suivant l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation, en coupe et avec brisures partielles, du dispositif suivant l'invention montré en cours de formation de la carotte, au fond d'un sondage. La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 montrant le dispositif après formation de la carotte, les éléments qui le constituent étant représentés dans la position qu'ils occupent pour ramener la carotte à la surface du sol.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Suivant l'invention et comme illustré aux dessins, le procédé de prise d'échantillon consiste à enfoncer dans le sol,
<EMI ID=2.1> constituant l'échantillon de terrain à prélever, à refroidir l'extrémité inférieure 4 du carottier 2, lorsqu'il est enfoncé dans
le sol d'une distance telle que la carotte 3 est formée, pour constituer, à la base 5 de la carotte 3 (voir figure 2) un bouchon 6 de terrain congelé permettant d'immobiliser la carotte 3 dans le carottier, à maintenir ce dernier immobile jusqu'au moment où le bouchon 6 est formé, à remonter le carottier et à enfin récupérer la carotte 3 maintenue intacte dans ce dernier par le bouchon 6 de terrain solidifié par le gel.
Suivant l'invention, le dispositif 7 pour la mise en oeuvre du procédé susdit est monté à l'extrémité et dans le prolongement de tiges de sondage 8 assurant les mouvements du carottier et comprend, comme montré aux dessins, un carottier double 2 constitué de deux tubes coaxiaux 9 et 10, agencés pour que le tube extérieur 9 découpe la carotte 3 lorsque l'on enfonce le carottier dans le terrain et pour que le tube intérieur 10 reçoive ladite carotte, des moyens frigorifiques 11 disposés dans le carottier à proximité de l'extrémité 20 du tube 9, une réserve d'agent frigorifique 12 sous pression, une vanne de détente 13 de l'agent frigorifique, un robinet 14 et des moyens de commande 15 de ce dernier pour admettre l'agent frigorifique à la vanne 13
et un système de distribution 16 de l'agent frigorifique qui relie .la vanne 13 aux moyens frigorifiques 11 et qui est disposé entre les deux tubes 9 et 10 du carottier 2. Ces deux tubes 9 et
10 du carottier peuvent coulisser l'un par rapport à l'autre suivant leur axe, le tube 10 étant fixé aux tiges de sondage 8 par l'intermédiaire de la réserve d'agent frigorifique 12, contenue dans un cylindre 17 de section sensiblement égale à celle du carottier 2.
Le tube extérieur 10 est monté sur le tube 9 par l'intermédiaire d'un système d'ancrage 18 pouvant occuper deux positions, une première position (figure 1) dans laquelle les tubes 9 et 10 sont fixes l'un par rapport à l'autre pour l'enfoncement du carottier dans le sol et une seconde position dans laquelle le tube 9 peut coulisser sur le tube 10, suivant la flèche 19, dans le sens opposé à la descente du carottier 2 lorsque ce dernier est enfoncé dans le sol à la profondeur voulue. Les tubes 9 et 10 sont agencés, d'une part, pour que, dans la première position du système d'ancrage, l'extrémité 20 du tube extérieur 9 soit située à un niveau inférieur à celui de l'extrémité 21 correspondante du
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intérieur 10 sur le pourtour de ce dernier, s'étendant entre ces extrémités 20 et 21 jusqu'à proximité de l'extrémité 20 du tube
9 et, d'autre part, pour que, dans la seconde position du système d'ancrage, le tube extérieur 9 puisse coulisser sur le tube intérieur 10 d'une distance sensiblement égale à la distance séparant les deux extrémités 20 et 21 afin que les moyens frigorifiques 11 puissent faire saillie par rapport à l'extrémité du tube extérieur
10, des moyens étant prévus pour amener le système d'ancrage de
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constitués par des tubes ou lames creuses 22 flexibles dans lesquels est admis l'agent frigorifique, ces tubes ou lames étant disposés sensiblement parallèlement à l'axe du carottier 2 et régulièrement répartis sur le pourtour du tube intérieur de ce dernier. l'extrémité 20 du tube 9 du carottier présentant, en 23, une forme tronconique dont l'angle 24 est choisi pour que, lorsque le tube 9 coulisse sur le tube 10, les tubes flexibles 22 convergent sur l'axe du carottier pour enfermer la carotte 3 dans le tube 10. Le système de distribution 16 de l'agent frigorifique de la réserve 12, contenue dans le cylindre 17, aux tubes 22 flexibles com-prend des canalisations 25 fixées au tube intérieur 10 et aboutissant chacune, d'une part, à un tube 22 et, d'autre part, à une chambre annulaire 26 alimentée en agent frigorifique à partir
de la vanne de détente 13, cette dernière étant à son tour alimentée en agent frigorifique sous pression à partir de la réserve d'agent grâce au robinet 14, disposé à la partie supérieure du cylindre 17 et commandé par une tige de commande 27, autorisant le passage de l'agent sous pression, à travers un conduit 28 logé dans le cylindre 17 vers la vanne de détente 13 de l'agent frigorifique qui est logée sur le carottier 2, à la base du cylindre
17. Pour éviter que l'agent frigorifique ne refroidisse le terrain entourant le tube extérieur du carottier, des moyens d'isolation non représentés sont agencés sur la face interne du tube extérieur 9, dans la zone où celle-ci peut être influencée par l'agent frigorifique circulant dans les canalisations 25 et les tubes
22. Le système d'ancrage 18 comprend une bague 29 fixée à la face externe du tube intérieur 10 du carottier 2 et présentant une saillie 30 destinée à coopérer avec une encoche 31, ménagée sur
la face interne du tube extérieur 9 dudit carottier,pour, lorsque cette saillie 30 est engagée dans l'encoche 31, immobiliser le tube extérieur 9 par rapport au tube intérieur 10 et pour, lorsque la saillie 30 est dégagée de l'encoche 31 en faisant pivoter le tube intérieur 10 fixé aux tiges de sondage 8 par l'intermédiaire du cylindre 17, libérer le tube extérieur 9 pour qu'il puisse
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22 vers l'axe du carottier pour emprisonner la carotte 3 dans le tube intérieur 10. Le dégagement de la saillie 30 de l'encoche 31 s'effectue en faisant tourner le dispositif, grâce aux tiges de sondage 8, autour de son axe, lorsque le tube extérieur 9 du ca- <EMI ID=6.1>
été enfoncé dans celui-ci. Le tube intérieur 10 du carottier 2 est obturé à son extrémité 32 et est pourvu, à proximité de cette extrémité, d'un clapet de décharge 33 permettant l'échappement vers l'extérieur du carottier de fluide contenu dans le tube intérieur du carottier.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des modifications peuvent être apportées à cette dernière sans sortir du cadre du présent brevet.
C'est ainsi que, pour la prise d'échantillons en terrains boueux qui ne présenteraient pas une résistance suffisante pour assurer l'immobilisation du carottier 2 en vue du dégagement de la saillie 30 de l'encoche 31 permettant la libération du tube extérieur 9 afin qu'il puisse coulisser sur le tube intérieur 10, on pourrait notamment prévoir des moyens de commande disposés la long des tiges de sondage 8 supportant le carottier 2 et agencés, d'une part, pour être actionnés en surface et, d'autre part, pour dégager la saillie 30 de l'encoche
31 et assurer le coulissement du tube 9 sur le tube 10 pour faire converger les tubes 22 vers l'axe du carottier et emprisonner
la carotte 3 dans le tube 10.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour la prise, en profondeur et au fond
d'un sondage, d'échantillons non remaniés dans des terrains sans
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<EMI ID=8.1>
de terrain à prélever, à refroidir l'extrémité inférieure du carottier, en position enfoncée., pour former, à la base de la carctte,: un bouchon de terrain congelé permettant d'immobiliser la carotte dans le carottier, à maintenir le carottier dans cette position jusqu'au moment où le bouchon est formé, à remonter le carottier et à récupérer la carotte maintenue intacte par le bouchon
de terrain congelé.
2. Procédé tel que décrit ci-avant ou illustré aux dessins annexés.
3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un carottier double, constitué de deux tubes coaxiaux agencés pour que le tube extérieur découpe la carotte et pour que le tube intérieur reçoive cette dernière, monté à l'ex- trémité et dans le prolongement de tiges de sondage assurant les mouvements du carottier dans le sol, des moyens frigorifiques disposés dans le carottier à proximité de l'extrémité du tube extérieur découpant la carotte, une réserve d'agent frigorifique sous pression,une vanne de détente de l'agent frigorifique, un robinet
<EMI ID=9.1>
système de distribution dudit agent frigorifique reliant la vanne aux moyens frigorifiques susdits et disposés entre les deux tubes du carottier.