EP0169789B1 - Method and device for putting to use a building material under water - Google Patents
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- D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
- D02J1/08—Interlacing constituent filaments without breakage thereof, e.g. by use of turbulent air streams
Description
L'invention concerne la mise en oeuvre dans un milieu liquide d'un matériau de construction comprenant un ensemble de particules solides de forme ramassée renforcée par au moins un élément linéaire continu.The invention relates to the use in a liquid medium of a building material comprising a set of solid particles of gathered form reinforced by at least one continuous linear element.
On connaît par le document EP-B 0017548 au nom du demandeur un exemple de matériau du type précité. Ce document décrit un matériau et des moyens de mise en oeuvre de ce matériau plus spécialement destinés à des applications terrestres, telles que les remblais ou analogue.Document EP-B 0017548 in the name of the applicant is known of an example of a material of the aforementioned type. This document describes a material and means of implementation of this material more specifically intended for land applications, such as embankments or the like.
La présente invention a pour but de proposer un procédé de mise en oeuvre plus spécialement destiné à des applications en milieu liquide, notamment en milieu marin.The object of the present invention is to propose an implementation process more specifically intended for applications in a liquid medium, in particular in a marine environment.
Selon le procédé de l'invention, on utilise un élément linéaire continu sous forme de piège fibreux fin, délivré de façon continue par un éjecteur placé dans une atmosphère gazeuse réalisée dans une cloche ouverte vers le bas, plongée dans le milieu liquide et dont l'ouverture est à une faible distance du lieu de dépôt du matériau de construction, on injecte dans le piège fibreux fin, alors qu'il se trouve dans l'atmosphère gazeuse, une suspension liquide contenant lesdites particules solides, et on dépose le piège fibreux fin chargé desdites particules sur le lieu de dépôt.According to the process of the invention, a continuous linear element is used in the form of a fine fibrous trap, delivered continuously by an ejector placed in a gaseous atmosphere produced in a bell open downwards, immersed in the liquid medium and whose l opening is a short distance from the place of deposition of the building material, a fine suspension containing said solid particles is injected into the fine fibrous trap, while it is in the gaseous atmosphere, and the fibrous trap is deposited charged end of said particles at the place of deposit.
La suspension liquide est avantageusement constituée de sables de dragage, de boues, etc. qui peuvent être recueillis sur place. Le piège fibreux assure le confinement des matériaux contenus dans la suspension et en évite la dispersion.The liquid suspension advantageously consists of dredged sands, mud, etc. which can be collected on site. The fibrous trap ensures the containment of the materials contained in the suspension and prevents its dispersion.
La fabrication sous atmosphère gazeuse permet de réaliser le confinement sans création de turbulences perturbatrices qui pourraient entraîner les matières en suspension et détruire le piè- gefibreux.Manufacturing in a gaseous atmosphere allows confinement to be carried out without creating disturbing turbulences which could entrain the suspended matter and destroy the fibrous trap.
Il est particulièrement avantageux que le piège fibreux fin soit constitué par un câble textile éclaté.It is particularly advantageous for the fine fibrous trap to be constituted by an exploded textile cable.
Pour cela, on utilise un câble textile (i.e. un assemblage, sans torsion ni entrecroisement notable, d'un grand nombre de filaments, c'est-à-dire de fibres textiles de très grande longueur dites continues) dont on provoque l'éclatement pour en désolidariser les éléments constitutifs et obtenir ainsi des filaments élémentaires sensiblement parallèles et continus. L'utilisation d'un câble textile s'avère beaucoup plus commode que celle d'un grand nombre de bobines. Toutefois, le conditionnement le plus courant est celui connu sous le nom de câble «bambané» c'est-à-dire déposé en formant des sortes de boucles dans un conteneur.For this, a textile cable is used (ie an assembly, without significant twist or intertwining, of a large number of filaments, that is to say very long textile fibers called continuous) which is caused to burst to separate the constituent elements and thus obtain substantially parallel and continuous elementary filaments. Using a textile cable is much more convenient than using a large number of spools. However, the most common packaging is that known under the name of "bamboo" cable, that is to say deposited by forming sort of loops in a container.
On entraîne le câble dans un conduit de guidage avec un fluide gazeux sous pression et on détend brutalement le fluide gazeux par une brusque augmentation de la section du conduit de guidage.The cable is driven in a guide duct with a gaseous fluid under pressure and the gaseous fluid is suddenly expanded by a sudden increase in the cross section of the guide duct.
On procède à un prééclatement du câble au moyen d'un courant de retour axial du fluide gazeux d'entraînement.The cable is pre-burst by means of an axial return current of the gaseous drive fluid.
L'invention propose aussi un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce dispositif comporte une cloche ouverte vers le bas, pouvant être maintenue sous pression d'un gaz, et dont l'ouverture est destinée à se trouver à une faible distance du lieu de dépôt du matériau de construction, au moins un éjecteur dont l'orifice d'éjection, débouchant dans l'atmosphère gazeuse de la cloche, est destiné à éjecter un élément linéaire continu sous forme de piège fibreux fin, au moins un injecteur entourant l'orifice d'éjection dudit éjecteur et destiné à injecter une suspension liquide contenant des particules solides dans ledit piège fibreux fin.The invention also provides a device for implementing this method. This device comprises a bell open downwards, capable of being maintained under gas pressure, and the opening of which is intended to be located a short distance from the place of deposition of the construction material, at least one ejector, the ejection orifice, opening into the gaseous atmosphere of the bell, is intended to eject a continuous linear element in the form of a fine fibrous trap, at least one injector surrounding the ejection orifice of said ejector and intended to inject a liquid suspension containing solid particles in said fine fibrous trap.
Avantageusement, l'éjecteur fait partie d'un dispositif d'éclatement de câble textile, comprenant un conduit de guidage du câble comportant une partie d'entraînement et une partie d'éclatement, la partie d'entraînement comportant des moyens d'injection d'un fluide gazeux sous pression disposés de manière à entraîner le câble dans le conduit de guidage la partie d'éclatement étant située en aval de la partie d'entraînement et présentant par rapport à celle-ci une brusque augmentation de section.Advantageously, the ejector is part of a textile cable bursting device, comprising a cable guide duct comprising a driving part and a bursting part, the driving part comprising injection means d 'a pressurized gaseous fluid arranged so as to entrain the cable in the guide duct, the bursting part being located downstream of the driving part and having a sudden increase in section with respect thereto.
Avantageusement, le dispositif est relié à un ponton flottant.Advantageously, the device is connected to a floating pontoon.
Avantageusement, le dispositif d'éclatement est relié à une réserve de câble textile située sur le ponton, et il est prévu une gaine de protection du câble textile.Advantageously, the bursting device is connected to a reserve of textile cable situated on the pontoon, and a protective sheath for the textile cable is provided.
Avantageusement, l'injecteur est relié à un système de pompage de fond marin.Advantageously, the injector is connected to a seabed pumping system.
Avantageusement, l'injecteur comporte une chambre annulaire entourant l'éjecteur et pourvue d'ailettes diamétrales.Advantageously, the injector comprises an annular chamber surrounding the ejector and provided with diametric fins.
Avantageusement, il est prévu un déflecteur pour rabattre la suspension liquide injectée sur le piège fibreux fin.Advantageously, a deflector is provided for folding down the liquid suspension injected onto the fine fibrous trap.
Avantageusement, la cloche comporte des orifices d'échappement contrôlé de l'atmosphère gazeuse.Advantageously, the bell has controlled exhaust orifices for the gaseous atmosphere.
L'invention s'applique notamment à la construction de remblais sous marins et d'îles artificielles: elle permet d'obtenir des talus très inclinés qui réduisent considérablement le volume total de matériau à mettre en oeuvre.The invention is particularly applicable to the construction of submarine embankments and artificial islands: it makes it possible to obtain very inclined embankments which considerably reduce the total volume of material to be used.
L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suvire d'un exemple de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels:
- - la fig. 1 représente schématiquement une installation de mise en oeuvre du matériau de construction sur une surface recouverte par les eaux. Les différents éléments sont à l'évidence hors d'échelle pour les besoins de la représentation graphique.
- - la fig. 2 représente, en coupe longitudinale, un dispositif d'éclatement du câble textile.
- - fig. 1 schematically represents an installation for using the building material on a surface covered by water. The various elements are obviously out of scale for the purposes of graphic representation.
- - fig. 2 shows, in longitudinal section, a device for bursting the textile cable.
On y voit le fond 1, recouvert d'eau 2 à la surface de laquelle flotte un ponton 3 au moyen d'équipements de flottaison 4 connus. Le ponton comporte un manchon vertical 5 solidement fixé dans lequel peut coulisser un mât 6 qui plonge dans l'eau et supporte le dispositif de mise en oeuvre proprement dit 7. Des moyens non représentés permettent de modifier et régler l'enfoncement du mât 6 de manière que le dispositif 7 soit à bonne hauteur par rapport au fond 1.We see the
Le dispositif 7 comporte une cloche cylindrique 8 ouverte vers le bas. Dans sa paroi supérieure, débouche en y faisant saillie, un élément cylindrique 9 également ouvert vers le bas.The
L'élément cylindrique 9 comporte une chambre annulaire 10 entourant la chambre d'éclatement 11 d'un dispositif 12 d'éclatement de câble textile. L'éjecteur 12 comporte un conduit central 13 de défilement du câble textile (non représenté). Le conduit 13 comporte une section amont 13a, située avant l'injection de fluide gazeux et une section aval 13b, située après l'injection de fluide gazeux.The
L'injection de gaz se fait par une couronne tronconique 34 alimentée en gaz par une chambre annulaire 35 dans laquelle débouche un raccord 14 relié, via le manomètre 15, à une source de gaz comprimé (air comprimé par le compresseur 16, par exemple à 7 bars). Des ailettes radiales 37, placées longitudinalement dans la chambre annulaire 35, interdisent des mouvements tourbillonnaires du flux de gaz et lui donnent une direction longitudinale stable.The gas is injected by a frusto-
Les gaz débouchent donc obliquement sur le canal central 13. La majeure partie des gaz injectés sert à tracter dans le sens de la flèche 38, par frottement direct d'une part et par effet de vide d'autre part, le câble présent dans le canal central 13. Pour tenir compte du débit gazeux, la section aval 13b du canal est légèrement plus large que la section amont 13a. Par exemple, leurs diamètres respectifs peuvent être de 5 et 4 mm, pour un câble de 2 à 3 mm.The gases therefore open obliquely on the
Le câble tracté parcourt la section aval 13b du canal et débouche dans la chambre d'éclatement 11 qui se caractérise par un très brusque élargissement de la section (70 mm de diamètre dans l'exemple numérique précité). Les gaz comprimés mêlés au câble tracté se détendent alors brutalement, en entraînant l'éclatement du câble qui se présente alors sous forme d'une masse touffue de filaments (toujours continus) occupant l'espace de la chambre 11.The towed cable traverses the
Compte-tenu du débit D (en m3/s) du compresseur alimentant la chambre annulaire 5, on a calculé que le dimensionnement respectif des divers éléments satisfait de préférence aux critères suivants, en appelant S et s les sections respectives de la chambre 2 et de la section 3b et d la section du câble:
La chambre 11 peut avoir une section circulaire, elliptique, rectangulaire ou autre.
Pour le conditionnement, il a été nécessaire de légèrement humidifier le câble 17 afin de lui donner la cohésion nécessaire. On assure le séchage de ce câble et son prééclatement dans la section amont 13a de l'éjecteur, grâce à un courant de retour axial qui se produit automatiquement au niveau de la couronne d'injection 34.For conditioning, it was necessary to slightly moisten the
Le câble textile 17 est amené à l'entrée du dispositif 12 en étant protégé par une gaine étanche 18, reliée par une potence 19 au mât 6 de manière à se déplacer avec lui. Le câble 17 provient d'une réserve 20 de câble conditionné en conteneur, via un système 21 de régulation du débit du câble. La réserve 20 est disposée sur le ponton, à l'abri de l'eau 2.The
La chambre annulaire 10 entourant la chambre d'éclatement 11 comporte des ailettes 22 diamétrales destinées à transformer en mouvement longitudinal le mouvement plus ou moins tourbillonnaire de la suspension liquide injectée dans la chambre 10 par une entrée 23, reliée à une pompe non représentée. Un déflecteur conique 24 resserre la sortie inférieure de la chambre annulaire 10 le long de la sortie de la chambre d'éclatement 11.The
Des sorties d'air réglables 25 sont prévues à la partie supérieure de la cloche 8, au niveau de la couronne cylindrique entourant la sortie de l'élément 9, de manière à limiter la surpression régnant à l'intérieur de la cloche.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant.The operation of the device is as follows.
Le dispositif 7 est réglé à une hauteur telle que le bas de la cloche 8 soit à quelques centimètres du fond 1 à recouvrir.The
L'air comprimé par le compresseur 16 sert d'une part à tracter et à faire éclater le câble 17 dans le dispositif d'éclatement 12, et à alimenter la cloche 8 en air comprimé. La cloche 8 est donc remplie d'air, sauf à sa partie inférieure où l'eau a monté d'une petite hauteur (une vingtaine de centimètres).The air compressed by the
Le raccord 23 est alimenté en suspension liquide contenant des particules solides, par exemple du sable de dragage en suspension directement pompé sur le fond 1.The
Cette suspension solide est amenée par les déflecteurs 24 au contact du câble éclaté sortant de la chambre 11. Il importe de régler la vitesse longitudinale de la suspension à une valeur inférieure à la vitesse de sortie du câble éclaté, de manière à ne pas entraîner un effet de traction sur celui-ci qui tende à resserrer les espaces entre filaments individuels et donc à réduire la capacité de piégeage du câble éclaté.This solid suspension is brought by the
Le câble éclaté, chargé par la suspension aqueuse, ou du moins par les particules de celle-ci, traverse la cloche 8 et la petite épaisseur d'eau avant de se déposer sur le fond.The burst cable, charged by the aqueous suspension, or at least by the particles thereof, crosses the
Au fur et à mesure de la progression du matériau déposé sur le fond, le dispositif 7 est déplacé verticalement et/ou latéralement pour en poursuivre la mise en oeuvre.As the material deposited on the bottom progresses, the
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées au dispositif ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.Of course, various modifications can be made to the above device without departing from the scope of the invention as defined by the claims.
C'est ainsi que la cloche peut avoir des moyens de support autonomes, que le dispositif d'éclatement de câble peut être remplacé pour un autre dispositif fournissant un piège fibreux, par exemple à partir d'un ensemble de bobines de filaments individuels, bien que cela soit moins pratique. On peut placer dans une même cloche plusieurs éjecteurs de piège fibreux fins entourés chacun de leur propre injecteur de suspension liquide.This is how the bell can have means of stand-alone supports, that the cable bursting device can be replaced for another device providing a fibrous trap, for example from a set of individual filament coils, although this is less practical. Several fine fibrous trap ejectors can be placed in the same bell, each surrounded by their own liquid suspension injector.
Claims (9)
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