FR2803028A1 - Method for surveying an underground cavity, such as a tunnel or shaft, uses a mobile telemeter moved in an automatic fashion with both its coordinates and the distance to selected measurement points recorded - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne le domaine technique de la télémétrie et, plus particulièrement, de la détermination des caractéristiques géométriques d'une paroi d'une cavité, telle qu'un puits, un tunnel, une galerie ou analogue. The invention relates to the technical field of telemetry and, more particularly, to the determination of the geometrical characteristics of a wall of a cavity, such as a well, a tunnel, a gallery or the like.
Lors du creusement d'un puits, par exemple, il peut apparaître nécessaire de connaître, avec une certaine précision, d'ordre millimétrique à inframillimétrique, caractéristiques géométriques de la paroi périphérique, afin de pouvoir contrôler le comportement des roches traversées et prévoir l'évolution qu'est susceptible de connaître cette paroi. When digging a well, for example, it may appear necessary to know, with a certain precision, millimetric to sub-millimimeter, geometric characteristics of the peripheral wall, in order to be able to control the behavior of the rocks crossed and to predict the evolution that is likely to know this wall.
II est connu, dans le domaine de la topographie terrestre, d'avoir recours à télémètres pour déterminer, à partir d'un point de référence, les coordonnées de points particuliers ou sites. It is known, in the field of earth topography, to use rangefinders to determine, from a reference point, the coordinates of particular points or sites.
Ainsi, des télémètres optoélectroniques sont couramment utilisés par les géomètres dans leurs opérations de relevés topographiques. Thus, optoelectronic rangefinders are commonly used by surveyors in their surveying operations.
Cependant, le matériel du géomètre et les méthodes utilisées par ce dernier ne sont pas toujours susceptibles de permettre d'effectuer rapidement le relèvement d'un nombre suffisamment important de points pour permettre l'établissement d'un modèle géométrique, d'une paroi puits ou de tunnel, suffisamment précis pour l'usage souhaité. However, the surveyor's equipment and the methods used by the surveyor are not always likely to permit the rapid recovery of a sufficiently large number of points to allow the establishment of a geometric model, a well wall or tunnel, sufficiently precise for the desired use.
Or, dans le cadre du creusement d'un puits ou tunnel, il n'est pas possible, en général, d'interrompre les opérations de creusement pendant un temps suffisamment long pour permettre à une équipe de géometres d'effectuer des relèvements en nombre suffisant pour établir, avant mise en place du revêtement intérieur, un profil géométrique de la paroi rocheuse du puits ou tunnel en cours de creusement. However, in the context of the digging of a well or tunnel, it is not possible, in general, to interrupt the digging operations for a long enough time to allow a team of geometers to perform bearings in number sufficient to establish, before placing the lining, a geometric profile of the rock wall of the well or tunnel being excavated.
Apparaît donc le besoin de disposer d'un proce de relèvement des coordonnées de points d'une paroi d'une cavité qui permet de réaliser, dans un temps relativement réduit, un nombre suffisamment important de relèvements. Il est ainsi possible d'établir d'un profil géométrique de la paroi de la cavité, suffisamment précis, pour contrôler la géométrie locale de la paroi et son évolution, gonflement et déformation, en cours de creusement avant pose du revêtement. Afin de répondre à ce besoin, l'invention propose un procédé de relèvement des coordonnées de points d'une paroi d'une cavité, caractérisé en ce qu'il consiste, notamment, à # mettre en oeuvre au moins un télémètre mobile, # définir une trajectoire de déplacement du télémètre en fonction des dimensions de la cavité # assurer un déplacement automatique et contrôlé du télémètre selon cette trajectoire, # en au moins certains lieux, dits de mesure, de la trajectoire du télémètre - déterminer les coordonnées du télémètre et sa direction de pointage, - mesurer la distance entre le télémètre et au moins un point de la paroi, # et, pour chaque point ayant fait l'objet d'une mesure, enregistrer la valeur de la distance les coordonnées du télémètre et sa direction de pointage et/ou calculer les coordonnées du point et les enregistrer. Thus appears the need to have a procedure for raising the coordinates of points of a wall of a cavity that can achieve, in a relatively short time, a sufficiently large number of bearings. It is thus possible to establish a geometric profile of the wall of the cavity, sufficiently precise, to control the local geometry of the wall and its evolution, swelling and deformation, during digging before laying the coating. In order to meet this need, the invention proposes a method of raising the coordinates of points of a wall of a cavity, characterized in that it consists, in particular, in implementing at least one mobile telemeter, define a trajectory of movement of the rangefinder according to the dimensions of the cavity # ensure an automatic and controlled movement of the rangefinder according to this trajectory, # in at least certain places, so-called measurement, of the rangefinder trajectory - determine the coordinates of the rangefinder and its pointing direction, - measuring the distance between the rangefinder and at least one point of the wall, # and, for each point that has been measured, record the value of the distance the rangefinder coordinates and its direction pointing and / or calculate the coordinates of the point and record them.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, le procédé de relèvement selon l'invention est caractérisé # en ce que le déplacement du télémètre est la combinaison - d'une translation selon une direction sensiblement parallèle à une direction d'extension de la cavité, - et d'une rotation, moins partielle, autour de cette direction de translation, # et en ce qu'il consiste a définir le rayon de rotation du télémètre, par rapport à l'axe de translation, en fonction des dimensions de la cavité. According to a preferred characteristic of the invention, the recovery method according to the invention is characterized in that the displacement of the range finder is the combination of a translation in a direction substantially parallel to a direction of extension of the cavity, - And a rotation, less partial, around this direction of translation, # and in that it consists in defining the radius of rotation of the rangefinder, relative to the axis of translation, depending on the dimensions of the cavity .
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé de relèvement consiste à # mettre en aeuvre au moins un dispositif de télémétrie comprenant - une structure de référence, - une structure mobile, fixée à la structure de référence et équipée * d'au moins un télémètre, * et de moyens de réglage de la distance entre le télémètre et la structure de référence, - et des moyens pour assurer le déplacement automatique et contrôlé du télémètre, mesurer les déformations de la structure de référence et/ou de la structure mobile, et enregistrer les valeurs de ces déformations. According to another characteristic of the invention, the recovery method consists in implementing at least one telemetry device comprising a reference structure, a mobile structure, fixed to the reference structure and equipped with at least one a rangefinder, * and means for adjusting the distance between the rangefinder and the reference structure, - and means for ensuring the automatic and controlled movement of the rangefinder, measuring the deformations of the reference structure and / or the mobile structure , and record the values of these deformations.
L'invention concerne, également, un dispositif de télémétrie permettant de réaliser, de manière automatique ou semi-automatique, le relèvement des coordonnées géométriques de points d'une paroi de cavité. Selon l'invention, le dispositif de télémétrie est caractérisé en ce qu'il comprend # une structure de référence, une structure mobile reliée à la structure de référence et équipée - d'au moins un télémètre, - et de moyens de réglage de la distance entre le télémètre et la structure porteuse de référence, des moyens pour assurer un déplacement automatique et contrôlé du télémètre par rapport à la structure de référence, selon une trajectoire définie en fonction des dimensions de la cavité, des moyens pour déterminer la position du télémètre et sa direction de pointage, des moyens de raccordement du télémètre et des moyens de détermination de sa position et sa direction de pointage, à un système de traitement et/ou d'enregistrement. The invention also relates to a telemetry device making it possible, automatically or semi-automatically, to raise the geometric coordinates of points of a cavity wall. According to the invention, the telemetry device is characterized in that it comprises a reference structure, a mobile structure connected to the reference structure and equipped with at least one rangefinder, and means for adjusting the distance between the range finder and the reference bearing structure, means for ensuring an automatic and controlled movement of the rangefinder with respect to the reference structure, along a path defined according to the dimensions of the cavity, means for determining the position of the rangefinder and its pointing direction, means for connecting the range finder and means for determining its position and pointing direction, to a processing and / or recording system.
Selon une caractéristique, préférée mais non exclusive de l'invention, les moyens de réglage de distance, entre le télémètre et la structure porteuse de référence, sont adaptés pour approcher le télémètre à une distance de la paroi de cavité, permettant d'assurer une précision de mesure requise. Selon une autre caractéristique de l'invention, la structure de référence reliée à une structure porteuse en étant mobile en rotation, par rapport à cette structure porteuse, autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle à une direction d'extension de la structure de référence. La structure de référence porte, également, des moyens de guidage de la structure mobile, en translation selon une direction sensiblement parallèle à l'axe de rotation de la structure de référence. La structure mobile comprend au moins un bras télescopique portant, à une extrémité mobile, moins un 'lémètre. According to a preferred but non-exclusive feature of the invention, the distance adjustment means, between the range finder and the reference carrier structure, are adapted to approach the range finder at a distance from the cavity wall, making it possible to ensure measurement accuracy required. According to another characteristic of the invention, the reference structure connected to a bearing structure being rotatable, with respect to this bearing structure, about an axis of rotation substantially parallel to an extension direction of the bearing structure. reference. The reference structure also carries means for guiding the mobile structure, in translation in a direction substantially parallel to the axis of rotation of the reference structure. The mobile structure comprises at least one telescopic arm carrying, at a movable end, minus a lemeter.
Le dispositif de relèvement comprend alors - moyens pour assurer une rotation contrôlée de la structure référence, - moyens pour assurer une translation contrôlée de la structure mobile. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de télémétrie est plus particulièrement adapté au relèvement des coordonnées géométriques points d'une paroi périphérique de puits. La structure mobile comprend alors deux bras télescopiques diamétralement opposés, chaque bras présentant, à son extrémité libre, au moins un télémètre. The raising device then comprises - means for ensuring a controlled rotation of the reference structure, - means for ensuring a controlled translation of the mobile structure. According to another characteristic of the invention, the telemetry device is more particularly adapted to raising the geometric coordinates of points of a peripheral wall of wells. The mobile structure then comprises two diametrically opposed telescopic arms, each arm having, at its free end, at least one rangefinder.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ' dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. Various other features appear from the description below with reference to the accompanying drawings which show, by way of non-limiting examples, embodiments of the subject of the invention.
La fig. 1 est une coupe schématique montrant une forme préférée réalisation dispositif de télémétrie conforme à l'invention, mis en oeuvre pour le relèvement d'une paroi de puits. Fig. 1 is a schematic section showing a preferred embodiment telemetry device according to the invention, implemented for the recovery of a well wall.
tïg. 2 est une vue de dessus selon la ligne 11-1I, de la fig. 1. TIG. 2 is a top view along the line 11-1I of FIG. 1.
La fig. 3 est une vue schématique selon la ligne 111-11I de la ligne 1. Fig. 3 is a schematic view along line 111-11I of line 1.
La tïg. <B>4</B> est une vue schématique illustrant une autre forme de dispositif de télémétrie selon l'invention mis en oeuvre pour assurer le relèvement d'une paroi de tunnel ou galerie. The tig. <B> 4 </ B> is a schematic view illustrating another form of telemetry device according to the invention implemented to ensure the recovery of a tunnel wall or gallery.
Selon une première forme de réalisation, plus particulièrement illustrée aux fig. 1 à le dispositif de télémétrie, désigné dans son ensemble par la référence 1 et conforme à l'invention, est conçu pour le relèvement des coordonnées géométriques de points d'une paroi<B>2</B> d'un puits<B>P.</B> Le dispositif télémétrique <B>1</B> est plus particulièrement destiné à effectuer des relèvements de points de la paroi 2 du puits, selon un système de coordonnées cylindriques. According to a first embodiment, more particularly illustrated in FIGS. 1 to the telemetry device, designated as a whole by reference 1 and according to the invention, is designed for raising the geometric coordinates of points of a wall <B> 2 </ B> of a well <B > P. </ B> The telemetry device <B> 1 </ B> is more particularly intended to perform bearings of points of the wall 2 of the well, according to a cylindrical coordinate system.
cette fin, le dispositif<B>1</B> comprend une structure de référence 3 formée selon l'exemple illustré, par un mât ou une colonne d'axe z-z'. La structure référence 3 destinée à être reliée à une structure porteuse 4 par rapport à laquelle elle est mobile en rotation autour de l'axe z-z'. La structure porteuse 4 est formée un bâti, dit centrage 5, porté par une plate-forme de travail 6, destinée à être placée, comme cela ressortira par la suite, à proximité de la zone de relèvement. mât de référence 3 est adapté sur la structure porteuse 4 par l'intermédiaire d'un dispositif 7 réglage de sa position, tel que par exemple une platine de centrage porte, par ailleurs, des moyens<B>8</B> pour assurer une rotation contrôlée du mât de référence<B>3.</B> moyens<B>8</B> de rotation contrôlée sont, par exemple, constitués par un moteur électrique pas à pas 9 relié à une unité de commande 10 et associé à un ou des capteurs<B>11</B> déplacement angulaire raccordés à un système de traitement et/ou d'enregistrement 12. To this end, the device <B> 1 </ B> comprises a reference structure 3 formed according to the illustrated example, by a mast or a column of axis z-z '. The reference structure 3 intended to be connected to a bearing structure 4 with respect to which it is rotatable about the axis z-z '. The carrier structure 4 is formed a frame, said centering 5, carried by a working platform 6, to be placed, as will be apparent later, near the bearing area. reference mast 3 is adapted to the support structure 4 by means of a device 7 adjusting its position, such as for example a door centering plate, moreover, means <B> 8 </ B> to ensure a controlled rotation of the reference mast <B> 3. </ B> means <B> 8 </ B> of controlled rotation are, for example, constituted by an electric stepper motor 9 connected to a control unit 10 and associated with one or more sensors <B> 11 </ B> angular displacement connected to a processing and / or recording system 12.
mât, formant la structure de référence 3, porte, par ailleurs, une structure mobile<B>15</B> comprenant un chariot<B>16</B> apte à se déplacer en translation le long du mât de référence<B>3,</B> en étant guidé par des moyens<B>17</B> de guidage constitués, exemple mais non exclusivement, par un rail s'étendant selon une direction sensiblement parallèle à l'axe z-z' de rotation de la structure de référence 3. dispositif de télémétrie<B>1</B> comprend alors des moyens<B>18</B> pour assurer une translation contrôlée chariot 16 le long du mât de référence 3. Ces moyens 18 sont, exemple, formés par un moteur pas à pas<B>19</B> pourvu d'un pignon s'engrenant sur une crémaillère associée aux moyens<B>17</B> de guidage en translation. Le moteur pas à pas<B>19</B> est alors raccordé à un bloc 20 de commande et d'asservissement et associé à un système de détection de la position relative du chariot<B>16</B> par rapport à la structure de référence Le système de détection<B>21</B> est, par ailleurs, raccordé au système traitement et/ou d'enregistrement 12. mast, forming the reference structure 3, also carries a mobile structure <B> 15 </ B> comprising a carriage <B> 16 </ B> able to move in translation along the reference mast <B > 3, </ B> being guided by guiding means constituted, for example but not exclusively, by a rail extending in a direction substantially parallel to the axis zz 'of rotation of the reference structure 3. telemetry device <B> 1 </ B> then comprises means <B> 18 </ B> to ensure a controlled translation carriage 16 along the reference mast 3. These means 18 are, for example , formed by a stepper motor <B> 19 </ B> provided with a pinion meshing with a rack associated with means <B> 17 </ B> for translational guidance. The stepper motor <B> 19 </ B> is then connected to a control and control unit 20 and associated with a system for detecting the relative position of the carriage <B> 16 </ B> with respect to the reference structure The detection system <B> 21 </ B> is, moreover, connected to the processing and / or recording system 12.
structure mobile<B>15</B> comprend, également, deux bras télescopiques diamétralement opposés, qui sont chacun fixés, par une extrémité, sur le chariot<B>16</B> et qui portent chacun, à leur extrémité libre, un télémètre 26, de préférence mais exclusivement optoélectronique. mobile structure <B> 15 </ B> also comprises two diametrically opposed telescopic arms, which are each fixed at one end to the carriage <B> 16 </ B> and which each carry, at their free end, a rangefinder 26, preferably but exclusively optoelectronic.
Chaque télémètre<B>26</B> peut, par exemple, être constitué par un télémètre type CCD laser à couplage de charge tel que commercialisé par la société KEYENS. Chaque télémètre 26 est raccordé au système de traitement et/ou d'enregistrement 12 qui selon l'exemple illustré est placé sur le bâti de centrage 5 mais qui pourrait etre intégré à la structure de référence 3 ou encore situé à l'extérieur du puits. Dans ce dernier cas, le dispositif de télémètre conforme à l'invention comprendrait des moyens de raccordement hertziens du filaire des télémètres 26 au moyen 12 de traitement et/ou d'enregistrement. Each rangefinder <B> 26 </ B> may, for example, be constituted by a CCD type charge coupled laser range finder as marketed by the company KEYENS. Each rangefinder 26 is connected to the processing and / or recording system 12 which, according to the illustrated example, is placed on the centering frame 5 but which could be integrated in the reference structure 3 or else located outside the well. . In the latter case, the telemeter device according to the invention comprises means for wireless connection of the wired rangefinders 26 to the processing and / or recording means 12.
Chaque bras télescopique 25 comprend un premier segment 27, solidaire du chariot 16, à l'intérieur duquel coulisse un second segment 28 qui présente, à extrémité distale, par rapport au chariot 16, le télémètre 26. Ainsi, chaque bras télescopique forme des moyens de réglage de la distance entre le télémètre 26 et mât de référence 3. Chaque bras 25 comprend, de plus, des moyens permettant de bloquer la position relative des deux segments du bras télescopique, afin de maintenir la distance entre le télémètre et la structure de référence à une valeur donnée. Each telescopic arm 25 comprises a first segment 27, integral with the carriage 16, inside which slides a second segment 28 which has, at a distal end, with respect to the carriage 16, the rangefinder 26. Thus, each telescopic arm forms means of distance between the rangefinder 26 and reference mast 3. Each arm 25 further comprises means for blocking the relative position of the two segments of the telescopic arm, in order to maintain the distance between the rangefinder and the structure of the telescopic arm. reference to a given value.
Le dispositif de télémétrie comprend, en outre, des moyens 29 de mesure de l'extension de chaque bras 25 et donc de la distance entre chaque télémètre et le mât de référence. Les moyens de mesure 29 sont, par exemple mais non exclusivement, formés par un télémètre mesurant la distance entre l'extrémité proximale du second segment<B>28</B> et le mât de référence 3. Le dispositif de télémétrie 1 comprend alors des moyens pour raccorder les télémètres 29 au système de traitement et/ou d'enregistrement 12 des mesures effectuées par ceux-ci. The telemetry device further comprises means 29 for measuring the extension of each arm 25 and therefore the distance between each rangefinder and the reference mast. The measuring means 29 are, for example but not exclusively, formed by a range finder measuring the distance between the proximal end of the second segment <B> 28 </ B> and the reference mast 3. The telemetry device 1 then comprises means for connecting the rangefinders 29 to the processing and / or recording system 12 of the measurements made by them.
Afin d'éviter un fléchissement trop important des bras télescopiques 25, le dispositif de télémétrie comprend des raidisseurs 30 disposées entre le chariot 16 et chaque premier segment 27 des bras 25. In order to avoid excessive deflection of the telescopic arms 25, the telemetry device comprises stiffeners 30 disposed between the carriage 16 and each first segment 27 of the arms 25.
Le dispositif de télémétrie conforme à l'invention, ainsi constitué, est mis en oeuvre de la manière suivante. Lorsque le puits a fait l'objet d'un creusement sur une hauteur H, correspondant sensiblement à l'amplitude de translation du chariot 16 long du mat de référence 3, le dispositif<B>1</B> est descendu au fond du puits<B>P,</B> afin d'y être installé. The telemetry device according to the invention, thus constituted, is implemented in the following manner. When the well has been excavated on a height H, substantially corresponding to the translation amplitude of the carriage 16 along the reference mat 3, the device <B> 1 </ B> has descended to the bottom of the wells <B> P, </ B> in order to be installed.
Tout d'abord, une embase<B>35</B> est placée sur le fond<B>36</B> puits<B>P</B> pour définir un point de pivotement pour le mât de référence 3. L'embase 35 est positionnée de préférence dans l'axe du puits au moyen, par exemple, système de visée laser. First, a base <B> 35 </ B> is placed on the bottom <B> 36 </ B> wells <B> P </ B> to define a pivot point for the reference mast 3. The base 35 is preferably positioned in the axis of the well by means of, for example, a laser sighting system.
Le pied du mât<B>3</B> est alors placé dans l'embase, tandis sa tête est adaptée sur platine de centrage 7 de la structure porteuse<B>4</B> qui aura été préalablement immobilisée par rapport à la paroi 2 du puits. Le réglage de la platine de centrage permet alors de faire coïncider l'axe de rotation z-z' du mât de référence 3 avec l'axe de référence du puits sur lequel l'embase 35 a été alignée. The foot of the mast <B> 3 </ B> is then placed in the base, while its head is adapted to centering plate 7 of the carrier structure <B> 4 </ B> which has been previously immobilized with respect to the wall 2 of the well. Adjusting the centering plate then makes it possible to align the axis of rotation z-z 'of the reference mast 3 with the reference axis of the well on which the base 35 has been aligned.
fois le montage et le réglage de la structure de référence 3 effectué, la structure mobile 15 est montée. L'extension des bras télescopiques 25 est alors réglée pour placer télémètres 26 à proximité de la paroi 2 du puits, à distance e permettant d'obtenir la précision de mesure recherchée. Le réglage de l'extension des bras télescopiques 25 peut être effectué manuellement. Toutefois, selon variante de réalisation du dispositif conforme à l'invention, chaque bras télescopique 25 porte, au niveau de son extrémité libre, en relation avec le télémètre 26, un capteur de proximité 37 permettant de régler, de manière automatique ou semi-automatique, l'extension du bras 25 pour amener chaque télémètre à une distance e. Le capteur de proximité peut alors être associé à des moyens de manoeuvre automatique du segment mobile de chaque bras télescopique 25. Once the assembly and adjustment of the reference structure 3 has been carried out, the mobile structure 15 is mounted. The extension of the telescopic arms 25 is then adjusted to place rangefinders 26 near the wall 2 of the well, at a distance e to obtain the desired measurement accuracy. The extension of the telescopic arms 25 can be adjusted manually. However, according to variant embodiment of the device according to the invention, each telescopic arm 25 carries, at its free end, in connection with the rangefinder 26, a proximity sensor 37 for adjusting, automatically or semi-automatically the extension of the arm 25 to bring each rangefinder to a distance e. The proximity sensor can then be associated with means for automatically operating the movable segment of each telescopic arm 25.
précision des mesures effectuées par les télémètres<B>26</B> est dépendante de la distance e de mesure, notamment lorsque la nature de la paroi est trop irrégulière. est donc important de maintenir la distance e de mesure à l'intérieur d'une plage choisie en fonction de la nature de la paroi et de la précision recherchée. Ainsi, dans cas d'une paroi brute de puits et avec des télémètres laser de la société KEYENS à CCD et couplage de charge, il convient de retenir une plage de mesure de 300 mm et donc de maintenir e inférieure ou égale à 300 mm pour obtenir une précision de l'ordre de 10 pm. De manière générale, chaque bras télescopique 25 permet de régler la distance, entre le télémètre 26 et la structure de référence 3, à une valeur, de préférence mais non nécessairement, supérieure aux deux tiers de la distance p entre l'axe de référence z-z' et la paroi 2. accuracy of measurements by rangefinders <B> 26 </ B> is dependent on the distance e of measurement, especially when the nature of the wall is too irregular. It is therefore important to maintain the distance e of measurement within a range chosen according to the nature of the wall and the desired accuracy. Thus, in the case of a gross wall of wells and with laser rangefinders of the KEYENS CCD company and load coupling, it is necessary to retain a measurement range of 300 mm and thus to maintain e less than or equal to 300 mm for obtain an accuracy of the order of 10 pm. In general, each telescopic arm 25 makes it possible to adjust the distance, between the rangefinder 26 and the reference structure 3, to a value, preferably but not necessarily, greater than two-thirds of the distance p between the reference axis zz and the wall 2.
Lorsque le montage et le réglage du dispositif 1 est effectué, des télémètres portés par l'un des bras télescopiques 25 est placé en regard d'un point de référence dont l'orientation est connue, tel que, par exemple, un point de paroi symbolisant le nord magnétique et matérialisé par un "piton" mis en place lors du montage de l'embase 35. When the mounting and adjustment of the device 1 is performed, telemeters carried by one of the telescopic arms 25 is placed opposite a reference point whose orientation is known, such as, for example, a wall point symbolizing the magnetic north and materialized by a "piton" set up during the assembly of the base 35.
Le dispositif<B>1,</B> conforme à l'invention, peut alors être mis en oeuvre pour proceder aux relèvements des coordonnées de certains points de la paroi 2 plus particulièrement de points répartis sur des profils de la paroi. The device <B> 1, </ B> in accordance with the invention can then be used to carry out the bearings of the coordinates of certain points of the wall 2, more particularly of points distributed on profiles of the wall.
Pour ce faire, à partir de la position de départ, la structure mobile 15 étant soit en position extrême haute, soit en position extrême basse, les télémètres 26 procèdent à la mesure<B>AI</B> de la distance les séparant du point de la paroi 2 en regard. Dans un système de coordonnées cylindriques, dont l'axe de référence serait l'axe z-z', la distance radiale p d'un point<B>P</B> visé est la somme de la distance Al mesurée le télémètre 26 et de la distance entre ce télémètre 26 et l'axe z-z'. De manière avantageuse, la présence des deux bras télescopiques 25, équipés chacun télémètre, permet, d'une part, d'assurer un équilibrage de la structure et, d'autre part, de relever simultanément les coordonnées de deux points diamétralement opposés. Par ailleurs, le fait d'effectuer deux mesures simultanément réduit d'autant le temps nécessaire pour effectuer le relèvement de la paroi. To do this, from the starting position, the movable structure 15 being either in extreme extreme position, or in extreme low position, the rangefinders 26 proceed to measurement <B> AI </ B> of the distance separating them from the point of the wall 2 opposite. In a cylindrical coordinate system, the reference axis of which would be the axis z-z ', the radial distance p of a target point <B> P </ B> is the sum of the distance Al measured by the rangefinder 26 and the distance between this rangefinder 26 and the axis z-z '. Advantageously, the presence of the two telescopic arms 25, each equipped with a range finder, makes it possible, on the one hand, to balance the structure and, on the other hand, to simultaneously read the coordinates of two diametrically opposite points. In addition, the fact of performing two measurements simultaneously reduces the time required to carry out the raising of the wall.
Pour procéder au relevé de points présentant un même angle polaire A, la structure mobile 15 et plus exactement le chariot 16 est déplacé pas à pas en translation le long du mât de référence selon un mouvement d'amplitude constante dans sens de la flèche FI ou FZ . A chaque déplacement, un relèvement des points est effectué et les valeurs mesurées et/ou calculées sont envoyées vers le système de traitement et/ou d'enregistrement 12, en vue de leur exploitation ultérieure. II est ainsi procédé au relèvement d'un profil de la paroi. Lorsque le chariot est arrivé en fin de course, haute ou basse, la structure de référence est entraînée en rotation pas à pas pour à chaque pas de rotation procéder au relèvement de points situés sur un même profil correspondant à un angle polaire donné comme expliqué précédemment. Il est à noter que la connaissance des angles polaires des points relevés résulte des caractéristiques constructives du dispositif de télémétrie et de la connaissance de la position angulaire de la structure de référence telle qu'établie par le capteur 11. De même, la cote des points relevés est calculée à partir des caractéristiques constructives du dispositif, de la position relative du chariot sur la structure de référence 3 et de la position de cette même structure de référence dans le puits. In order to record points having the same polar angle A, the mobile structure 15 and more exactly the carriage 16 is moved step by step in translation along the reference mast in a movement of constant amplitude in the direction of the arrow FI or FZ. With each movement, a point recovery is performed and the measured and / or calculated values are sent to the processing and / or recording system 12, for later use. It is thus proceeded to raising a profile of the wall. When the carriage has reached the end of the stroke, high or low, the reference structure is rotated step by step for each step of rotation proceed to the recovery of points located on the same profile corresponding to a given polar angle as explained above . It should be noted that the knowledge of the polar angles of the raised points results from the constructive characteristics of the telemetry device and the knowledge of the angular position of the reference structure as established by the sensor 11. Similarly, the point rating readings is calculated from the constructive characteristics of the device, the relative position of the carriage on the reference structure 3 and the position of this same reference structure in the well.
est ainsi procédé de manière automatique au relèvement des points de la région de la paroi correspondant à la hauteur H, selon un maillage défini les pas de rotation et translation des télémètres 26. is thus automatically proceeded to the raising of the points of the region of the wall corresponding to the height H, according to a defined mesh the rotation and translation steps of the rangefinders 26.
Selon une variante de réalisation, le dispositif comprend moyens de commande complémentaires destinés à permettre le contrôle par un operateur des mouvements du dispositif afin d'approfondir la scrutation de la paroi augmenter le nombre points de relevés dans des zones de la paroi correspondant à éléments géologiques repérés visuellement. Dans le même sens, les déplacements du dispositif peuvent etre contrôlés de manière automatique après traitement des données d'un premier relèvement pour réduire la maille de relèvement dans certaines zones identifiées augmenter ainsi la finesse du modèle géométrique établi au moyen du dispositif conforme à l'invention. According to an alternative embodiment, the device comprises complementary control means intended to allow the control by an operator of the movements of the device to deepen the scanning of the wall to increase the number of survey points in areas of the wall corresponding to geological elements visually identified. In the same direction, the movements of the device can be controlled automatically after processing the data of a first bearing to reduce the bearing mesh in certain areas identified thereby increasing the fineness of the geometric model established by means of the device according to the invention.
Par ailleurs, selon une autre variante de l'invention, le dispositif 1 met en oeuvre capteurs mesurant les déformations des bras télescopiques. Ces capteurs peuvent, par exemple, être constitués par des accéléromètres raccordés au système de traitement et d'enregistrement<B>11.</B> Furthermore, according to another variant of the invention, the device 1 uses sensors measuring the deformations of the telescopic arms. These sensors may, for example, consist of accelerometers connected to the processing and recording system <B> 11. </ B>
Dans le même sens, le dispositif 1 peut aussi présenter des capteurs de déformation ou accéléromètres disposés sur la structure de référence afin de pouvoir contrôler ses éventuelles déformations pour assurer des corrections si besoin est, valeurs mesurées. In the same direction, the device 1 may also have deformation sensors or accelerometers arranged on the reference structure in order to be able to check its possible deformations to ensure corrections if necessary, measured values.
Il apparaît que le dispositif de relèvement conforme à l'invention permet d'assurer le relèvement automatique d'un grand nombre de points avec grande précision mesure. Ces performances avantageuses de l'invention sont atteintes grâce à l'adaptation de la trajectoire du ou des télémètres en fonction des dimensions de la cavite devant faire l'objet du relèvement, adaptation obtenue par le réglage de la distance entre la structure de référence 3 et les télémètres 26 mis en oeuvre. It appears that the bearing device according to the invention can ensure the automatic recovery of a large number of points with great precision. These advantageous performances of the invention are achieved by adapting the trajectory of the rangefinder (s) as a function of the dimensions of the cavity to be lifted, adaptation obtained by adjusting the distance between the reference structure 3 and the rangefinders 26 implemented.
Dans l'exemple ci-dessus illustré, le dispositif de relèvement 1 conforme à l'invention est conçu pour le relèvement des coordonnées géométriques des points d'une paroi puits. In the example illustrated above, the bearing device 1 according to the invention is designed for raising the geometric coordinates of the points of a well wall.
Toutefois, selon l'invention, un dispositif analogue pourrait etre mis en aeuvre dans cadre du relèvement des coordonnées de points géométriques de la paroi d'un tunnel ou d'une galerie, cette fin, le dispositif de télémétrie conforme à l'invention comprend, selon une autre forme de réalisation illustrée à la fig. 4, sensiblement mêmes éléments constitutifs que ceux de la forme de réalisation décrite précédemment. La structure porteuse<B>4</B> est alors formée par deux trépieds sur lesquels est adaptée la poutre de 'férence 3, mobile en rotation autour de son axe z-z'. Dans la mesure où il n'est pas nécessaire de procéder à des relèvements de point du sol tunnel, structure mobile ne comprend qu'un seul bras télescopique l'autre bras étant remplacé par un contre poids d'équilibrage<B>40.</B> However, according to the invention, a similar device could be implemented in the context of raising the coordinates of geometrical points of the wall of a tunnel or a gallery, to this end, the telemetry device according to the invention comprises according to another embodiment illustrated in FIG. 4, substantially the same constituent elements as those of the embodiment described above. The carrier structure <B> 4 </ B> is then formed by two tripods on which is adapted the beam 3 ', rotatable about its axis z-z'. Insofar as it is not necessary to carry out point bearings of the tunnel ground, mobile structure comprises only one telescopic arm the other arm being replaced by a balancing counterweight <B> 40. < / B>
mise en oeuvre de ce dispositif est effectuée en plaçant l'axe z-z' dans l'alignement d'un axe d'extension du tunnel et le relèvement des points de paroi est effectué comme expliqué précédemment. This device is implemented by placing the z-z 'axis in alignment with an extension axis of the tunnel and the raising of the wall points is performed as explained above.
Bien entendu, le dispositif de télémétrie assure alors un déplacement automatique et contrôlé du télémètre par rapport à la structure de référence selon une trajectoire définie en fonction des dimensions de la cavité. Of course, the telemetry device then ensures an automatic and controlled movement of the rangefinder relative to the reference structure along a path defined according to the dimensions of the cavity.
De manière à suivre le profil du tunnel qui peut être semi circulaire, elliptique, ovoïde ou tout-autre, l'extension du bras télescopique est contrôlée et modifiée pendant les déplacements du bras 25 par des moyens appropriés, tels que des vérins associés à un système de commande raccordé au capteur de proximite 37. In order to follow the profile of the tunnel which may be semicircular, elliptical, ovoid or any other, the extension of the telescopic arm is controlled and modified during the movements of the arm 25 by appropriate means, such as jacks associated with a control system connected to the proximity sensor 37.
Selon l'exemple illustré, la structure porteuse est fixe mais elle pourrait aussi être mobile en étant par exemple portée par un chariot ou un wagon roulant sur des rails. Selon les formes de réalisation du dispositif décrites, le relèvement des différents points de la paroi tunnel est effectué en différents lieux du déplacement du télémètre, combinaison d'une translation et d'une rotation de rayon constant ou variable d'axe parallèle à la direction de la translation. According to the illustrated example, the support structure is fixed but it could also be mobile by being for example carried by a trolley or a wagon rolling on rails. According to the embodiments of the device described, the recovery of the different points of the tunnel wall is carried out at different locations of the movement of the rangefinder, combination of a translation and a rotation of constant or variable radius axis parallel to the direction of the translation.
Bien entendu, conformément à l'invention, il pourrait être envisagé de retenir pour le télémètre un autre type de trajectoire qui serait fonction de la forme particulière de la cavité à etudier. Toutefois, conformément à l'invention, cette trajectoire sera toujours déterminée en fonction des dimensions de la cavité dont la paroi doit être modélisée géométriquement. Of course, according to the invention, it could be envisaged to retain for the rangefinder another type of trajectory that would be a function of the particular shape of the cavity to be studied. However, according to the invention, this trajectory will always be determined according to the dimensions of the cavity whose wall must be modeled geometrically.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de télémétrie peut être associé à un dispositif de photogramétrie. According to another characteristic of the invention, the telemetry device may be associated with a photogrammetry device.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.The invention is not limited to the examples described and shown, since various modifications can be made without departing from its scope.
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