FR3041025A1

FR3041025A1 - Machine de forage suspendue a un cable de sustentation fixe au module de forage

Info

Publication number: FR3041025A1
Application number: FR1558429A
Authority: FR
Inventors: Sara Cascarino; Daniel Perpezat; Laurent Pivert; Regis Bernasinski
Original assignee: Soletanche Freyssinet SA
Current assignee: Soletanche Freyssinet SA
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2017-03-17
Anticipated expiration: 2035-09-10
Also published as: WO2017042500A1; DE202016008570U1; JP2018526552A; KR102175318B1; JP6655171B2; EP3347528A1; US20190048552A1; CN108495968A; US10697147B2; EP3347528B1; FR3041025B1; CN108495968B; KR20180053341A

Abstract

L'invention porte sur une machine de forage (10) pour réaliser une excavation dans un sol selon une direction de forage sensiblement verticale, ladite machine de forage comportant : un module d'ancrage (22) muni d'au moins un élément d'ancrage pour bloquer le déplacement du module d'ancrage par rapport aux parois de l'excavation selon la direction de forage, le module d'ancrage ayant une direction longitudinale sensiblement verticale ; un module de forage (12) muni d'organes de coupe, le module de forage étant mobile en translation par rapport au module d'ancrage selon la direction de forage ; un dispositif de déplacement (50), disposé entre le module d'ancrage et le module de forage, pour déplacer le module de forage par rapport au module d'ancrage selon la direction de forage. L'invention se caractérise par le fait que la machine est suspendue à un câble de sustentation (70) qui est fixé au module de forage (12).

Description

Arrière-plan de l'invention

La présente invention a trait au domaine du forage dans le sol, notamment en vue de fabriquer des fondations, comme par exemple des écrans continus constitués d'éléments de paroi de béton juxtaposés.

Elle concerne plus précisément une machine de forage pour réaliser des excavations dans le sol selon une direction de forage sensiblement verticale, et plus particulièrement dans des terrains durs. L'invention concerne plus particulièrement une machine comportant : un module d'ancrage muni d'au moins un élément d'ancrage pour bloquer le déplacement du module d'ancrage par rapport aux parois de l'excavation selon la direction de forage, le module d'ancrage ayant une direction longitudinale sensiblement verticale ; un module de forage muni d'organes de coupe, le module de forage étant mobile en translation par rapport au module d'ancrage selon la direction de forage ; un dispositif de déplacement, disposé entre le module d'ancrage et le module de forage, pour déplacer le module de forage par rapport au module d'ancrage selon la direction de forage.

Ce type de machine de forage est généralement utilisé pour forer dans des terrains durs, par exemple dans du granité. Le dispositif de déplacement permet d'exercer une poussée complémentaire sur les outils de forage, qui a pour but de faciliter l'excavation.

Une telle machine est notamment décrite dans EP 0 811 724. On comprend que le module d'ancrage permet d'immobiliser la machine de forage dans l'excavation.

Dans cette machine, le dispositif de déplacement, constitué par des vérins, supporte le poids du module de forage lorsque la machine est suspendue, c'est-à-dire lorsqu'elle n'est pas en contact avec le sol à forer. C'est notamment le cas, lorsque la machine de forage est déplacée, par exemple pour être amenée au droit de la zone à forer, ou bien encore lorsqu'elle est extraite de l'excavation après l'opération de forage.

Le module de forage est particulièrement lourd dès lors qu'il comprend les organes de coupe motorisés, des circuits hydrauliques, ainsi que l'organe de pompage. On comprend donc que les vérins doivent supporter un poids très important lorsque la machine de forage est suspendue, ce qui est susceptible de les endommager.

Objet et résumé de l'invention

Un but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant une machine de forage plus robuste. L'invention atteint son but par le fait que la machine de forage selon l'invention est suspendue à un câble de sustentation qui est fixé à une partie de fixation du module de forage.

Autrement dit, selon l'invention, c'est le module de forage qui est suspendu au câble de sustentation, et non pas le module d'ancrage comme c'est le cas dans la machine de forage antérieure.

Dans la mesure où le module de forage est généralement plus lourd que le module d'ancrage, on comprend que le dispositif de déplacement ne supporte que le poids du module d'ancrage lorsque la machine de forage est en suspension. Le dispositif de déplacement est alors moins sollicité, ce qui permet d'augmenter sa durée de vie.

Un autre intérêt de l'invention est que, en cas de dégrippage du module d'ancrage, le module de forage reste soutenu par le câble de sustentation.

On comprend donc que le câble de sustentation est relié directement au module de forage, et indirectement au module d'ancrage via le module de forage et le dispositif de déplacement.

La machine de forage présente une position déployée dans laquelle les organes de coupe sont distants du module d'ancrage, et une position rétractée dans laquelle les organes de coupe sont proches du module d'ancrage.

Par « sensiblement verticale », on entend une direction qui fait un angle, en valeur absolue, inférieur ou égal à 10° par rapport à la verticale.

Avantageusement, la partie de fixation s'étend au-dessus du module d'ancrage.

Grâce à cette configuration, le module d'ancrage reste en dessous du câble de sustentation, ce qui permet d'éviter un endommagement dudit câble.

Selon un premier mode de réalisation préférentiel, le module de forage présente une section inférieure portant les organes de coupe, et une section supérieure s'étendant selon la direction longitudinale du module d'ancrage à l'intérieur dudit module d'ancrage, la partie de fixation étant disposée à l'extrémité supérieure de la section supérieure du module de forage.

On comprend que la section supérieure fait saillie au-delà de l'extrémité supérieure du module d'ancrage.

En outre, le module d'ancrage comporte des moyens pour guider en translation la section supérieure du module de forage selon la direction longitudinale du module d'ancrage.

De préférence, la section supérieure est une barre montée coulissante dans le module d'ancrage, ladite barre traversant longitudinalement le module d'ancrage. De façon préférentielle, mais non exclusivement, la barre s'étend au-dessus de l'extrémité supérieure du module d'ancrage.

Selon une variante préférentielle, le module d'ancrage comporte deux éléments d'ancrage disposés de part et d'autre de la barre, les éléments d'ancrage étant reliés l'un à l'autre et s'étendant selon la direction longitudinale du module d'ancrage.

Cette configuration avantageuse permet de réduire le poids du module d'ancrage. Les deux éléments d'ancrage sont reliés l'un à l'autre par des organes de guidage dans lesquels coulissent la section supérieure, notamment la barre, du module de forage.

Selon un deuxième mode de réalisation, le module de forage présente une section inférieure portant les organes de coupe, et une section supérieure encadrant le module d'ancrage, la partie de fixation étant disposée à l'extrémité supérieure de la section supérieure du module de forage.

On comprend donc que le module d'ancrage est disposé dans la section supérieure du module de forage.

Un intérêt de cette conformation est que le module de forage présente alors deux larges faces d'ancrage opposées, ce qui peut être préférable pour assurer l'accroche dans certains types de terrains. Un autre intérêt est de diminuer le nombre d'actuateurs nécessaires pour déployer les éléments d'ancrage.

Selon un aspect avantageux de l'invention, le module de forage est monté pivotant par rapport au module d'ancrage dans un premier plan vertical, et au moins l'une des sections inférieure et supérieure comporte des moyens de correction de trajectoire pour faire pivoter le module de forage par rapport au module d'ancrage dans ledit premier plan vertical.

Pour ce faire, le module de forage est préférentiellement monté au module d'ancrage avec un jeu autorisant un tel pivotement dans le premier plan vertical.

Aussi, les moyens de correction de trajectoire permettent de modifier la position spatiale du module de forage par rapport au module d'ancrage afin de modifier la position des organes de coupe, ce qui permet d'ajuster la trajectoire de forage.

Cet ajustement de trajectoire, par pivotement du module de forage, est préférentiellement réalisé après immobilisation du module d'ancrage dans l'excavation.

De préférence, les moyens de correction de trajectoire comprennent des patins déployables, disposés en faces avant et arrière des sections inférieure et/ou supérieure, pour venir en appui contre au moins l'une des parois de l'excavation afin de faire pivoter le module de forage par rapport au module d'ancrage.

Les faces avant et arrière de la section inférieure et de la section supérieure sont celles qui sont disposées en vis-à-vis des plus grandes parois de l'excavation.

On comprend que lorsque l'un des patins déployables vient en appui contre l'une des parois de l'excavation, il provoque par contre-réaction le pivotement du module de forage par rapport au module d'ancrage, et donc par rapport à l'excavation.

Avantageusement, la section inférieure comporte en outre un dispositif anti-balancement.

Un intérêt est d'empêcher le dandinement du module de forage, ce qui permet d'éviter que la trajectoire de forage ne dévie par rapport à la trajectoire désirée.

Pour ce faire, le dispositif anti-balancement comporte préférentiellement des patins déployables configurés pour venir en appui contre au moins l'une des parois de l'excavation afin d'empêcher le pivotement du module de forage dans un deuxième plan vertical orthogonal au premier plan vertical. Les patins déployables sont préférentiellement disposés sur les bords latéraux de la section inférieure du module de forage.

Avantageusement, le dispositif de déplacement comporte un ou plusieurs vérins de poussée disposés entre le module d'ancrage et le module de forage.

De préférence, le dispositif de déplacement est disposé entre le module d'ancrage et la section inférieure du module de forage.

Avantageusement, le dispositif de déplacement comporte des moyens d'amortissement pour amortir les vibrations générées par les organes de coupe du module de forage lors de la réalisation du forage.

De préférence, mais non exclusivement, l'amortissement est réalisé de manière hydraulique, grâce au dispositif d'amortissement hydraulique. Ce dernier comporte de préférence, mais non exclusivement, un accumulateur à ressort avec au moins un gicleur. Lors d'un choc, l'huile contenue dans l'une des chambres du vérin de poussée hydraulique est comprimée et s'écoule à travers le gicleur vers l'accumulateur à ressort pour amortir la montée en pression de l'huile, ce qui permet de réaliser l'amortissement. De préférence, le débit de fuite du gicleur et la précontrainte du ressort de l'accumulateur à ressort sont réglables, ce qui permet de régler le coefficient d'amortissement et la résistance en recul des vérins en fonction du poids appliqué sur les organes de coupe.

De façon alternative, les moyens d'amortissement comprennent un ou plusieurs ressorts associés aux vérins de poussée.

Avantageusement, l'élément d'ancrage comporte au moins un patin d'ancrage avant et au moins un patin d'ancrage arrière, les patins d'ancrage avant et arrière étant déployables selon une direction transversale à la direction longitudinale du module d'ancrage, de façon à prendre appui contre les parois de l'excavation pour immobiliser le module d'ancrage dans le sol.

De préférence, le déploiement des patins d'ancrage est réalisé grâce à des actuateurs, tels des vérins, disposés dans le module d'ancrage.

Avantageusement, ladite machine de forage est une fraise dont les organes de coupe comportent deux paires de tambours qui sont rotatifs autour d'axes de rotation parallèles, distincts et perpendiculaires à la direction de forage.

On précise que le premier plan vertical mentionné ci-dessus est alors parallèle aux axes de rotation, tandis que le deuxième plan vertical est orthogonal aux axes de rotation.

Pour permettre l'évacuation du sol excavé, le module de forage comporte en outre un dispositif d'aspiration de déblais qui comprend un organe de pompage disposé en partie inférieure du module de forage et une conduite d'évacuation, reliée à l'organe de pompage, qui s'étend à l'intérieur du module de forage jusqu'à une extrémité supérieure du module de forage située au-dessus du module d'ancrage.

Le fait que le module de forage soit suspendu au câble de sustentation a pour effet avantageux de faciliter l'intégration des flexibles dans la machine de forage, et en particulier la conduite d'évacuation des déblais.

Lorsque le module de forage comporte une section supérieure sous forme d'une barre, la conduite d'évacuation s'étend à l'intérieur de ladite barre.

Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation de la machine de forage selon l'invention ; - la figure 2A est une vue de face de la machine de forage de la figure 1, le module de forage étant en position rétractée; - la figure 2B est une vue de face de la machine de forage de la figure 2A, en position déployée ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation de la machine de forage selon l'invention, le module de forage étant en position rétractée ; - la figure 4 est une vue de face de la machine de forage de la figure 3, le module de forage étant en position rétractée ; - la figure 5 est une vue de face de la machine de forage de la figure 3, le module de forage étant en position déployée. - la figure 6 est une illustration schématique de la machine de forage selon l'invention, vue de côté, en cours de forage, le module d'ancrage étant immobilisé dans le sol ; - la figure 7 est une illustration de la machine de forage de la figure 6 où le module de forage est incliné par rapport au module d'ancrage ; et - la figure 8 illustre un exemple de moyens d'amortissement hydrauliques.

Description détaillée de l'invention A l'aide des figures 1, 2A et 2B, on va tout d'abord décrire un premier mode de réalisation d'une machine de forage 10 conforme à la présente invention. La machine de forage 10 est conçue pour réaliser une excavation E dans un sol S selon une direction de forage F sensiblement verticale. Autrement dit, la machine de forage 10 selon l'invention est conçue pour réaliser des tranchées verticales dans le sol. La machine de forage 10 comporte un module de forage 12 qui est muni d'organes de coupe 14 qui, dans cet exemple, comportent deux paires de tambours 16, 18 qui sont rotatifs autour d'axes de rotation A, B qui sont parallèles, distincts et perpendiculaires à la direction de forage F. Les paires de tambours 16 et 18 portent des dents de coupe référencées 20. On comprend que, dans cet exemple, la machine de forage 10 est une fraise.

La machine de forage 10 comporte par ailleurs un module d'ancrage 22 qui se trouve au-dessus des organes de coupe 14 et qui présente une direction longitudinale L, laquelle est sensiblement verticale. Le module d'ancrage 22 comprend des éléments d'ancrage 24 qui ont pour fonction de bloquer le déplacement du module d'ancrage 22 par rapport aux parois de l'excavation E selon la direction de forage F. Autrement dit, lorsqu'ils sont actionnés, les éléments d'ancrage immobilisent le module d'ancrage dans le sol. Dans le premier mode de réalisation, le module d'ancrage 22 comporte deux éléments d'ancrage 24, chaque élément d'ancrage comportant quatre patins d'ancrage avant 30 et quatre patins d'ancrage arrière 32. On comprend que les patins d'ancrage avant 30 sont disposés en face avant 26 du module d'ancrage 22, tandis que les patins d'ancrage arrière 32 sont disposés sur la face arrière 28 du module d'ancrage 22.

Les patins d'ancrage avant et arrière 30, 32 sont déployables selon une direction transversale T qui est transversale à la direction longitudinale L du module d'ancrage, de façon à prendre appui contre les deux plus grandes parois PI, P2 opposées de l'excavation E, et ce afin d'immobiliser le module d'ancrage 22 dans le sol S. Pour ce faire, les patins d'ancrage sont déployés grâce à des vérins disposés dans le module d'ancrage.

En se référant à nouveau à la figure 2A, on constate que le module de forage 12 présente une section inférieure 40, disposée en-dessous du module d'ancrage 22, qui porte les organes de coupe 14 ainsi qu'un organe de pompage 42 et un dispositif d'aspiration de déblai 44. L'organe de pompage 42 comporte une buse 46 qui débouche entre les deux paires de tambours 16,18 afin d'aspirer des fragments de sol excavés.

Le module de forage 12 comporte en outre une section supérieure 51 qui se présente sous la forme d'une barre longitudinale, orientée verticalement, qui s'étend depuis une extrémité supérieure 40a de la section inférieure 40.

Comme on le constate sur les figures 1, 2A et 2B, la section supérieure 51 en forme de barre s'étend selon la direction longitudinale L du module d'ancrage à l'intérieur dudit module d'ancrage 22. Plus précisément, la section supérieure 51 en forme de barre traverse longitudinalement le module d'ancrage 22, et fait saillie au-delà de l'extrémité supérieure 22a du module d'ancrage 22.

On constate par ailleurs que les deux éléments d'ancrage 24 sont disposés de part et d'autre de la section supérieure 51 en forme de barre.

Par ailleurs, le module de forage 12 est mobile en translation par rapport au module d'ancrage selon la direction de forage F, c'est-à-dire selon une direction sensiblement verticale. C'est ainsi que le module de forage peut passer d'une position rétractée, illustrée en figure 2A, dans laquelle les organes de coupe 14 sont proches du module d'ancrage 22, à une position déployée, illustrée en figure 2B, dans laquelle les organes de coupe 14 sont distants du module d'ancrage.

Pour ce faire, la machine de forage 10 comporte un dispositif de déplacement 50, en l'espèce des vérins de poussée hydrauliques 52, 54, qui sont disposés entre le module d'ancrage 22 et le module de forage 12, pour déplacer en translation le module de forage par rapport au module d'ancrage selon la direction de forage. Plus précisément, le dispositif de déplacement 50, constitué par les vérins de poussée 52 et 54 est disposé entre l'extrémité inférieure 22b du module d'ancrage et l'extrémité supérieure 40a de la section inférieure 40 du module de forage 12.

On comprend donc que l'actionnement des vérins de poussée 52, 54 a pour effet de déplacer le module de forage 12 par rapport au module d'ancrage 22 en translation selon la direction de forage F. En particulier, lorsque le module d'ancrage est immobilisé dans le sol, l'actionnement des vérins de poussée a pour effet d'exercer une poussée sur les organes de coupe 14 dirigée selon la direction de forage F.

Le dispositif d'aspiration de déblais 44 comporte en outre une conduite d'évacuation 45, qui est reliée à l'organe de pompage 42 et qui s'étend à l'intérieur du module de forage, et plus précisément à l'intérieur de la section supérieure 51 en forme de barre, jusqu'à une extrémité supérieure du module de forage 12 située au-dessus du module d'ancrage 22. Cette conduite d'évacuation 45 a pour fonction d'évacuer les déblais excavés vers une station de traitement des déblais située en surface.

Dans l'exemple de la figure 2A, le dispositif de déplacement 50 comporte en outre des moyens d'amortissement 60 pour amortir les vibrations générées par les organes de coupe 14 du module de forage lors de la réalisation du forage.

Ces moyens d'amortissement 60 sont illustrés en figure 8. Ces derniers comportent un dispositif d'amortissement hydraulique 62 qui est relié fluidiquement aux vérins de poussée hydrauliques 52, 54. Dans cet exemple, le dispositif d'amortissement hydraulique comporte de préférence un accumulateur à ressorts 64 avec au moins un gicleur. Lors d'un choc subi par les organes de coupe 14, l'huile contenue dans l'une des chambres 52a, 54a des vérins de poussée hydrauliques 52, 54 est comprimée et s'écoule à travers le gicleur vers l'accumulateur à ressorts 64 pour amortir la montée en pression de l'huile, ce qui permet de réaliser l'amortissement. Les moyens d'amortissement 60 comportent en outre un dispositif 66 de régulation du coefficient d'amortissement des moyens d'amortissement et plus précisément du coefficient d'amortissement de l'accumulateur à ressort 64. Aussi, lors d'un choc, les vibrations générées par les organes de coupe ne sont pas transmises au module d'ancrage 22.

De préférence, le débit de fuite du gicleur et la précontrainte du ressort de l'accumulateur sont réglables à distance.

Conformément à l'invention, la machine de forage 10 est suspendue à un câble de sustentation 70 qui est fixé à une partie de fixation 53 du module de forage 12. Dans cet exemple, la partie de fixation 53 est disposée à l'extrémité supérieure du module de forage. Le câble de sustentation 70 permet de suspendre la machine de forage 10 à un engin de levage (non représenté ici) connu par ailleurs.

Plus précisément, dans ce premier mode de réalisation, le câble de sustentation 70 est fixé à une extrémité supérieure 51a de la section supérieure 51 du module de forage 12. On constate que cette extrémité supérieure 51a de la section supérieure 51 du module de forage 12 forme la partie de fixation 53 qui s'étend au-dessus du module d'ancrage 22 à laquelle est fixé le câble de sustentation 70.

Comme on le voit sur la figure 2A, les deux éléments d'ancrage 24 sont reliés l'un à l'autre par des organes de liaison 25 qui constituent également des moyens de guidage en translation de la section supérieure 51 en forme de barre. Les organes de liaison 25 forment des fourreaux dans lesquels la section supérieure 51 en forme de barre est montée coulissante selon la direction de forage.

Considéré selon la direction transversale T, parallèle à la direction de déploiement des patins d'ancrage, un jeu est ménagé entre la section supérieure 51 et les organes de liaison 25, de façon que le module d'ancrage 12 puisse pivoter par rapport au module d'ancrage 22, ce pivotement se faisant dans un premier plan Q1 vertical qui est parallèle aux axes de rotation A et B des tambours. Ce premier plan vertical Q1 est illustré sur la figure 1. On précise que le pivotement du module de forage 12 par rapport au module d'ancrage 22 est de l'ordre de quelques degrés et permet de modifier la position des organes de coupe 14 afin de corriger si besoin la trajectoire de forage. A l'aide des figures 6 et 7 représentant de façon schématique en vue de côté la machine de forage selon l'invention, il va maintenant être expliqué comment est effectué le pivotement du module de forage 12 par rapport au module d'ancrage 22. La section inférieure 40 du module de forage 12 comporte des moyens de correction de trajectoire 80 qui ont pour fonction de faire pivoter le module de forage par rapport au module d'ancrage dans le premier plan vertical Ql. Pour ce faire, ces moyens de correction de trajectoire comprennent des patins déployables 82, 84 qui sont disposés en face avant 40a et en face arrière 40b de la section inférieure 40 du module de forage.

Les patins déployables 82, 84 sont configurés pour venir en appui contre l'une ou l'autre des plus grandes parois PI, P2 de l'excavation E afin de faire pivoter le module de forage par rapport au module d'ancrage. Dans l'exemple de la figure 7, c'est le patin déployable 84 de la face arrière de la section inférieure 40 du module de forage qui est actionné de façon à venir en appui contre la paroi P2. Par contre-réaction, le module de forage 12 pivote dans le premier plan vertical Ql de telle sorte que les organes de coupe 14 se rapprochent de la paroi PI opposé de l'excavation. Dans la mesure où il existe un jeu entre les organes de liaison 25 et la section supérieure du module de forage, on comprend que le module de forage peut légèrement s'incliner par rapport au module d'ancrage, ce qui permet d'ajuster la position des organes de coupe 14. Bien évidemment, sur la figure 7, l'angle a de pivotement a été exagéré pour faciliter la compréhension de l'invention.

On précise également que le pivotement du module de forage 12 par rapport au module d'ancrage 22 peut être réalisé alors que le module d'ancrage est immobilisé dans le sol S grâce à l'actionnement des éléments d'ancrage 24, les patins d'ancrage 30, 32 étant déployés.

Selon un autre exemple d'utilisation, on fait tout d'abord pivoter le module de forage afin de corriger la trajectoire de forage, puis on immobilise le module d'ancrage dans le sol, à la suite de quoi on actionne les organes de coupe.

Afin d'éviter que la machine de forage 10 se balance à l'extrémité du câble de sustentation 70 dans un mouvement de balancement dans un plan vertical Q2 orthogonal au premier plan vertical Ql, la section inférieure 40 comporte en outre un dispositif anti-balancement 86. Ce dispositif anti-balancement 86, comme schématisé en figure 1, comporte des patins latéraux déployables 88 qui sont configurés pour venir en appui contre l'une ou l'autre des plus petites parois P3, P4 orthogonales aux plus grandes parois PI, P2. On comprend que l'actionnement des patins latéraux déployables permet de stabiliser le module de forage de sorte qu'il ne présente pas un mouvement de balancier dans le deuxième plan vertical Q2. A l'aide des figures 3 à 5, on va maintenant décrire un deuxième mode de réalisation de la machine de forage 110 selon l'invention. Les caractéristiques techniques communes au premier mode de réalisation portent la même référence augmentée de la valeur 100.

La machine de forage 110 comporte un module de forage 112 muni d'organes de coupe 114. La machine de forage 110 comporte en outre un module d'ancrage 122, qui s'étend selon une direction longitudinale L sensiblement verticale, et qui est muni de deux éléments d'ancrage 124 pour bloquer le déplacement du module d'ancrage 122 par rapport aux parois de l'excavation E selon la direction de forage F, qui est également sensiblement verticale.

Les éléments d'ancrage comportent des patins d'ancrage avant 130 et arrière (non visibles) qui sont disposés sur chacune des plus grandes faces avant et arrière du module d'ancrage. Ces patins d'ancrage sont déployables de façon à pouvoir venir en appui contre les plus grandes parois PI, P2 de l'excavation afin d'immobiliser le module d'ancrage dans le sol S.

Le module de forage 112 est également muni d'organes de coupe 114, ce module de forage étant mobile en translation par rapport au module d'ancrage selon la direction de forage F. Dans ce deuxième mode de réalisation, le module de forage 112 présente une section inférieure 140 qui porte les organes de coupe 114 ainsi qu'une section supérieure 151 qui s'étend au-dessus de la section inférieure 140. De façon notable, la section supérieure 151 présente, dans ce deuxième mode de réalisation, une structure qui encadre le module d'ancrage 122.

Comme on le comprend à l'aide des figures 4 et 5, le module d'ancrage 122 est monté coulissant à l'intérieur de la section supérieure 151 du module de forage. Le déplacement du module de forage 112 par rapport au module d'ancrage est réalisé grâce à un dispositif de déplacement 150, visible sur la figure 5, qui comporte un unique vérin de poussée 152. Ce vérin de poussée 152 est disposé entre le module d'ancrage 122 et la section inférieure 140 du module de forage 112. La figure 4 illustre la machine de forage en position rétractée, tandis que la figure 5 illustre la machine de forage en position déployée, le vérin de poussée 152 étant lui-même déployé, de sorte que les organes de coupe 114 sont distants du module d'ancrage 122.

La machine de forage 110 selon le second mode de réalisation de l'invention est également suspendue à un câble de sustentation 170 qui est fixé à une partie de fixation 153 du module de forage qui est disposée à une extrémité supérieure 112a du module de forage 112. La partie de fixation 153 s'étend au-dessus du module d'ancrage 122, le câble de sustentation 170 étant donc fixé à ladite partie de fixation 153.

Le module de forage 112 est également monté avec jeu avec le module d'ancrage 122. En conséquence de quoi, tout comme dans le premier mode de réalisation, le module de forage 112 de la machine de forage selon le deuxième mode de réalisation est également monté pivotant par rapport au module d'ancrage 122. Ce pivotement s'effectue de façon similaire à ce qui est illustré en figure 7.

Pour effectuer ce pivotement, la section inférieure 140 comporte des premiers moyens de correction de trajectoire 180, qui comprennent des patins déployables inférieurs avant 182 en face avant 140a et des patins déployables inférieurs arrière 184 en face arrière 140b. En outre, la section supérieure 151 comporte des seconds moyens de correction de trajectoire 190 qui comprennent des patins déployables supérieurs avant 192 disposés en face avant 151b et des patins déployables supérieurs arrière 194 disposés en face arrière 151c de la section supérieure du module de forage.

Ces patins déployables 182, 184, 192, 194 sont configurés pour venir en appui contre l'une ou l'autre des plus grandes parois PI, P2 de l'excavation E afin de faire pivoter le module de forage par rapport au module d'ancrage dans le premier plan vertical Ql. On comprend que les patins déployables inférieurs avant 182 de la section inférieure 140 du module de forage sont actionnés conjointement avec les patins déployables supérieurs arrière 194 disposés en face arrière de la section supérieure 151 de façon à faciliter le pivotement du module de forage par rapport au module d'ancrage dans un premier sens. Inversement, les patins déployables inférieurs arrière 184 de la section inférieure 140 sont actionnés conjointement avec les patins déployables supérieurs avant 192 de la face avant de la section supérieure 151 du module de forage, de façon à également faciliter le pivotement de forage par rapport au module d'ancrage dans un second sens de rotation, opposé au premier sens.

Aussi, on comprend que l'axe de pivotement du module de forage est horizontal et se situe sensiblement entre les patins déployables 192, 194 de la section supérieure et les patins déployables 182, 184 de la section inférieure.

La section inférieure 140 du module de forage comporte également un dispositif anti-balancement 186 comprenant des patins latéraux déployables 188 disposés le long des bords latéraux de la section inférieure 140, ces patins latéraux déployables étant configurés pour venir en appui contre l'une ou l'autre des plus petites parois de l'excavation P3, P4. On précise que les bords latéraux 140c, 140d de la section inférieure 140 sont contigus aux faces avant et arrière de ladite section inférieure 140.

La machine de forage 110 selon le second mode de réalisation comprend des moyens d'amortissement similaires à celui du premier mode de réalisation, tels qu'illustrés en figure 8. A l'instar du premier mode de réalisation, la machine de forage 110 selon le deuxième mode de réalisation est également une fraise dont les organes de coupe 114 comportent deux paires de tambours 116, 118 munis de dents de coupe, qui sont rotatifs autour d'axes de rotation A, B parallèles, distincts et perpendiculaires à la direction de forage F.

Le module de forage 112 comporte également un dispositif d'aspiration de déblais 144 qui comprend un organe de pompage 142 disposé en partie inférieure du module de forage et une conduite d'évacuation 145 pour l'évacuation des déblais.

La conduite d'évacuation 145 étant reliée à l'organe de pompage 142 et s'étend à l'intérieur du module de forage et du module d'ancrage jusqu'à une extrémité supérieure du module de forage qui est située au-dessus du module d'ancrage, la conduite d'évacuation 145 traversant la partie de fixation 153.

Claims

REVENDICATIONS

1. Machine de forage (10; 110) pour réaliser une excavation (E) dans un sol (S) selon une direction de forage (F) sensiblement verticale, ladite machine de forage comportant : un module d'ancrage (22; 122) muni d'au moins un élément d'ancrage (24; 124) pour bloquer le déplacement du module d'ancrage (22; 122) par rapport aux parois de l'excavation (E) selon la direction de forage (F), le module d'ancrage ayant une direction longitudinale ; un module de forage (12; 112) muni d'organes de coupe (14; 114), le module de forage étant mobile en translation par rapport au module d'ancrage selon la direction de forage (F) ; un dispositif de déplacement (50; 150), disposé entre le module d'ancrage (22;122) et le module de forage (12), pour déplacer en translation le module de forage par rapport au module d'ancrage selon la direction de forage ; caractérisée en ce qu'elle est suspendue à un câble de sustentation (70; 170) qui est fixé à une partie de fixation (53 ;153) du module de forage (12;112).
2. Machine de forage (10;110) selon la revendication 1, dans laquelle la partie de fixation (53; 153) s'étend au-dessus du module d'ancrage (22; 122).
3. Machine de forage (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le module de forage présente une section inférieure (40) portant les organes de coupe, et une section supérieure (51) s'étendant selon la direction longitudinale (L) du module d'ancrage à l'intérieur dudit module d'ancrage (22), la partie de fixation étant disposée à l'extrémité supérieure de la section supérieure du module de forage.
4. Machine de forage (10) selon la revendication 3, dans laquelle la section supérieure (51) est une barre montée coulissante dans le module d'ancrage, ladite barre traversant longitudinalement le module d'ancrage.
5. Machine de forage (10) selon la revendication 4, dans laquelle le module d'ancrage comporte deux éléments d'ancrage (24) disposés de part et d'autre de la barre (51), les éléments d'ancrage étant reliés l'un à l'autre et s'étendant selon la direction longitudinale du module d'ancrage.
6. Machine de forage (110) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le module de forage (112) présente une section inférieure (140) portant les organes de coupe, et une section supérieure (151) encadrant le module d'ancrage, la partie de fixation étant disposée à l'extrémité supérieure de la section supérieure du module de forage.
7. Machine de forage (10 ;110) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans laquelle le module de forage (12 ;112) est monté pivotant par rapport au module d'ancrage (22 ;122) dans un premier plan vertical (Ql), et dans laquelle au moins l'une des sections inférieure (40 ;140) et supérieure comporte des moyens de correction de trajectoire (80 ;180) pour faire pivoter le module de forage (12 ;112) par rapport au module d'ancrage (22 ;122) dans ledit premier plan vertical.
8. Machine de forage (10;110) selon la revendication 7, dans laquelle les moyens de correction de trajectoire comprennent des patins déployables (82,84;182,184,192,194), disposés en faces avant et arrière des sections inférieure et/ou supérieure, pour venir en appui contre au moins l'une des parois (P1,P2) de l'excavation (E) afin de faire pivoter le module de forage par rapport au module d'ancrage.
9. Machine de forage (10;110) selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle la section inférieure (40 ;140) comporte en outre un dispositif anti-balancement (86; 186).
10. Machine de forage (10;110) selon la revendication 9, dans laquelle le dispositif anti-balancement comporte des patins latéraux déployables (88; 188) configurés pour venir en appui contre au moins l'une des parois de l'excavation afin de faire pivoter le module de forage dans un deuxième plan vertical (Q2) orthogonal au premier plan vertical (Ql).
11. Machine de forage (10;110) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif de déplacement (50 ;150) comporte un ou plusieurs vérins de poussée (52,54; 152) disposés entre le module d'ancrage (22) et le module de forage (12;112).
12. Machine de forage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif de déplacement (50) comporte des moyens d'amortissement (60) pour amortir les vibrations générées par les organes de coupe (14) du module de forage lors de la réalisation du forage.
13. Machine de forage (10;110) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'élément d'ancrage (24 ;124) comporte au moins un patin d'ancrage avant (30 ;130) et au moins un patin d'ancrage arrière (32), les patins d'ancrage avant et arrière (30,32; 130) étant déployables selon une direction transversale (T) à la direction longitudinale (L) du module d'ancrage, de façon à prendre appui contre les parois (P1,P2) de l'excavation pour immobiliser le module d'ancrage dans le sol.
14. Machine de forage (10;110) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite machine de forage (10 ;110) est une fraise dont les organes de coupe (14 ;114) comportent deux paires de tambours (16,18;116,118) qui sont rotatifs autour d'axes de rotation (A,B) parallèles, distincts et perpendiculaires à la direction de forage (F).
15. Machine de forage (10; 110) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le module de forage (12;112) comporte en outre un dispositif d'aspiration de déblais (44;144) qui comprend un organe de pompage (42;142) disposé en partie inférieure du module de forage et une conduite d'évacuation (45;145), reliée à l'organe de pompage, qui s'étend à l'intérieur du module de forage jusqu'à une extrémité supérieure du module de forage située au-dessus du module d'ancrage.