FR3051218A1 - Dispositif de forage a outil telescopable. - Google Patents

Abstract

Un dispositif de forage à pour réaliser un pieu moulé dans le sol, comprenant un outil rotatif à âme creuse (2), et un outil téléscopable (5) avec un tube de bétonnage (4) définissant un orifice (41) pour l'injection de matériau apte à durcir et avec une pointe de forage (3), ledit dispositif de forage étant agencé de façon à pouvoir passer d'un état rétracté, dans lequel ledit tube de bétonnage est à l'intérieur de l'outil rotatif et la pointe susceptible d'être entrainée en rotation par l'outil rotatif, à un état déployé, dans lequel le tube de bétonnage est, tout en restant monté sur l'outil rotatif, suffisamment sorti de l'outil rotatif pour que l'orifice soit en dehors de l'outil rotatif, caractérisé en ce que le dispositif de forage comprend en outre au moins un élément de rétention (7) solidaire de l'outil rotatif et contactant l'outil téléscopable de façon à opposer une résistance au passage de l'état rétracté à l'état déployé.

Description

DISPOSITIF DE FORAGE A OUTIL TELESCOPABLE L’invention concerne la réalisation de pieux moulés dans le sol, notamment pour des fondations, avec un dispositif de forage comprenant un outil rotatif à âme creuse. L’invention trouve une application particulière dans la réalisation de pieux forés moulés, au moyen d’une tarière creuse, mais elle peut aussi être appliquée à la réalisation de pieux vissés moulés.

Un tel dispositif comporte un outil rotatif à âme creuse, par exemple une tarière â axe creux, de longueur au moins égale â la profondeur du pieu â exécuter. L’outil rotatif â âme creuse est extrait du sol pendant que du béton est injecté dans l’âme creuse de cet outil.

Le dispositif de forage comporte, outre l’outil rotatif, une pointe de forage pour obturer l’axe creux pendant le forage.

Afin d’éviter d’abandonner la pointe au fond de l’excavation lors de l’extraction de l’outil rotatif, on a développé des dispositifs de forage avec un outil téléscopable. Cet outil, monté dans l’outil rotatif, comprend un tube de bétonnage et une pointe de forage soudés l’un â l’autre, ce tube de bétonnage étant, pendant le forage, rétracté à l’intérieur de l’outil rotatif et la pointe entraînée en rotation (état rétracté), et pendant le bétonnage, sorti de l’outil rotatif tout en restant monté sur l’outil rotatif (état déployé). L’injection de béton se fait par un orifice latéral â la base du tube de bétonnage.

Classiquement, une fois l’excavation forée sur une profondeur déterminée, du béton est injecté dans l’âme de l’outil rotatif, et lorsque le volume injecté atteint le volume de l’âme de l’outil rotatif , on procède â l’extraction de l’outil rotatif. Le tube de bétonnage sort alors en partie de l’outil rotatif, restant au fond de l’excavation, ce qui permet l’injection de béton dans l’excavation. Le tube de bétonnage reste monté sur l’outil rotatif, de sorte qu’une fois l’outil rotatif déplacé d’une certaine hauteur, de l’ordre de 30 cm, l’outil téléscopable remonte avec l’outil rotatif.

Or le béton injecté risque de se mélanger â des impuretés, notamment lorsque le tube de bétonnage est relativement court. 11 est recommandé, afin d’assurer une bonne qualité de bétonnage, de prévoir un tube de bétonnage relativement long, dont le déploiement hors de l’outil rotatif est par exemple au moins égal à 80 cm. Néanmoins, un outil téléscopable avec un tube de bétonnage relativement long peut être relativement lourd, et risque donc de se séparer de l’outil rotatif trop tôt, au cours du forage, en particulier dans le cas d’un sol relativement meuble.

On connaît aussi le système Starsol® dans lequel l’outil téléscopable, au moins aussi long que la tarière, peut être piloté directement depuis la plateforme de travail et ne risque donc pas de se détacher trop tôt de la tarière. Le tube de l’outil téléscopable peut être réalisé en plusieurs morceaux, car relativement long.

On connaît aussi le système Starforeuse® dans lequel l’outil téléscopable s’étend sur une partie seulement de la tarière lorsque rétracté à l’intérieur de cette tarière, et dans lequel on prévoit des tuyaux hydrauliques tout le long de la tarière pour piloter le détachement de l’outil téléscopable de la tarière préalablement à l’injection de béton.

Ces systèmes permettent de contrôler le passage de l’état rétracté à l’état déployé, dans lequel l’outil téléscopable plonge dans le béton injecté, car on pilote directement l’outil téléscopable. Mais ils restent de conception et de fabrication relativement complexes. 11 existe un besoin pour un dispositif de forage à outil rotatif à âme creuse permettant de concilier qualité de bétonnage et simplicité. 11 est proposé un dispositif de forage pour réaliser un pieu, comprenant : un outil rotatif à âme creuse, par exemple une tarière creuse, et un outil téléscopable, cet outil téléscopable comprenant un tube de bétonnage définissant un orifice pour l’injection de matériau apte â durcir, par exemple de béton, et une pointe de forage solidaire de ce tube, ledit dispositif de forage étant agencé de façon â pouvoir passer d’un état rétracté, dans lequel ledit tube de bétonnage est â l’intérieur de l’outil rotatif et la pointe susceptible d’être entraînée en rotation par l’outil rotatif, â un état déployé, dans lequel le tube de bétonnage est, tout en restant monté sur l’outil rotatif, suffisamment sorti de l’outil rotatif pour que l’orifice soit en dehors de l’outil rotatif. caractérisé en ce que le dispositif de forage comprend en outre au moins un élément de rétention solidaire de l’un parmi l’outil rotatif et l’outil téléscopable, et contactant l’autre parmi l’outil rotatif et l’outil téléscopable de façon à opposer une résistance au passage de l’état rétracté à l’état déployé.

Ainsi, l’outil téléscopable est soumis du fait de cet élément de rétention à une force tendant à le maintenir en position rétractée. L’outil téléscopable peut ainsi être plus lourd que dans l’art antérieur, dans la mesure où cette force exercée par l’élément de rétention peut permettre de compenser le surplus de poids, et donc de limiter le risque de détachement pendant le forage, même dans le cas d’un sol meuble.

En particulier, le tube de bétonnage peut être conçu plus long que dans l’art antérieur, permettant ainsi d’augmenter la qualité de bétonnage.

Avantageusement, le tube de bétonnage peut ainsi s’étendre suivant sa direction longitudinale sur une longueur comprise entre 50 et 250 cm, avantageusement entre 60 et 150 cm, avantageusement entre 70 et 120 cm, avantageusement entre 80 et 100 cm.

Le dispositif peut être agencé de sorte que le tube de bétonnage puisse se déployer hors de l’outil rotatif par exemple sur une longueur comprise entre 50 cm et 150 cm, avantageusement entre 70 cm et 120 cm.L’invention n’est pas limitée à une forme particulière du ou des éléments de rétention. L’élément de rétention peut par exemple comprendre des surfaces aggrippantes, par exemple montées l’une sur la paroi externe du tube de bétonnage et l’autre sur la paroi interne de l’outil rotatif.

Avantageusement l’élément de rétention est agencé pour exercer sur l’autre parmi l’outil rotatif et l’outil téléscopable, avantageusement sur le tube de bétonnage, des efforts transverses par rapport à la direction longitudinale du tube de bétonnage, c’est-à-dire que le vecteur force correspondant s’étend suivant une direction ayant une composante dans un plan normal à la direction longitudinale du tube de bétonnage.

Avantageusement, l’élément de rétention peut comprendre un élément ressort pour exercer les efforts transverses sur l’autre parmi l’outil rotatif et l’outil téléscopable, avantageusement sur le tube de bétonnage. L’invention n’est pas limitée aux éléments ressorts. On peut ainsi prévoir d’exercer des efforts transverses au moyen d’une ou plusieurs vis par exemple. L’invention n’est pas limitée par le ou les matériau(x) de l’élément ressort. L’élément ressort peut par exemple comprendre un ressort métallique, par exemple un ressort hélicoïdal, un ressort à gaz (vérin), ou autre.

Avantageusement, l’élément ressort peut comprendre au moins un, et avantageusement plusieurs, rondelle(s) ressort. Une rondelle ressort est une rondelle, définissant un évidement, et assurant une fonction ressort suivant une direction ayant une composante parallèle à un vecteur normal au plan moyen de de la rondelle.

La rondelle ressort peut être en caoutchouc, en métal, en plastique, ou autre.

La rondelle ressort peut être une rondelle Belleville, de sorte que l’élément de rétention peut être relativement simple, et sa fabrication facilitée du fait de la facilité d’obtention des rondelles Belleville, ou bien une rondelle de forme moins connue, par exemple une un ressort diaphragme, par exemple un diaphragme Borelly.

On peut aussi prévoir un empilement de bagues coniques (ressorts annulaires), par exemple un ressort à anneaux d’acier.

Avantageusement, l’élément ressort peut comprendre une pluralité de rondelles Belleville empilées. La raideur de l’élément ressort étant alors directement fonction du nombre de rondelles, la conception de l’élément de rétention peut être facilitée.

Les rondelles Belleville peuvent être empilées dans le même sens, en opposition, ou autre. L’outil rotatif à âme creuse peut en particulier comprendre une tarière creuse, de sorte que le dispositif de forage peut permettre de réaliser des pieux forés moulés, mais l’invention n’est pas limitée à cette application. Par exemple, dans un mode de réalisation alternatif, l’outil rotatif peut être agencé pour la réalisation d’un pieu moulé vissé. 11 est en outre proposé une installation de forage, comprenant un dispositif de forage tel que décrit ci-dessus et un dispositif d’enfoncement du dispositif de forage pour entrainer en mouvement l’outil rotatif du dispositif de forage. L’installation peut avantageusement comprendre en outre un module de contrôle, ce module comprenant : - des moyens de réception agencés pour, alors que le dispositif de forage est à l’état rétracté, qu’au moins une valeur représentative de la profondeur de la pointe de forage reçue atteint ou dépasse un premier seuil correspondant à un critère d’arrêt de pieu souhaité, et qu’est commandée l’injection de matériau apte à durcir, par exemple du béton, à l’intérieur de l’outil rotatif, recevoir au moins une valeur de pression du matériau apte à durcir, cette valeur étant issue d’un capteur de pression, - des moyens de traitement pour comparer cette valeur de pression reçue à un deuxième seuil, ledit deuxième seuil étant supérieur à ou proche d’une valeur attendue de pression, cette valeur attendue étant susceptible d’être mesurée par ce capteur de pression lorsque l’âme complète de l’outil rotatif est remplie de matériau apte à durcir, et si cette valeur de pression reçue atteint ou dépasse ce deuxième seuil, générer un signal d’autorisation d’extraction de l’outil rotatif, - des moyens de transmission pour transmettre le signal d’autorisation d’extraction généré par les moyens de traitement afin que l’extraction soit commandée.

Le module peut par exemple comprendre ou être intégré dans un ou plusieurs processeurs, par exemple un microcontrôleur, un microprocesseur, ou autre.

Les moyens de réception peuvent par exemple comprendre un port d’entrée, une broche d’entrée, ou autre.

Les moyens de traitement peuvent par exemple comprendre un cœur de processeur, ou autre.

Les moyens de transmission peuvent par exemple comprendre un port de sortie, une broche de sortie, ou autre. L’installation de forage peut comprendre en outre un capteur de profondeur. Ce capteur peut par exemple mesurer la position d’une table de rotation. L’installation de forage peut comprendre en outre un capteur apte à mesurer la pression du matériau apte à durcir. Ce capteur peut avantageusement être installé hors sol, par exemple dans un col de cygne, ou bien alternativement dans Tâme de l’outil rotatif, par exemple à proximité de l’outil téléscopable. 11 est en outre proposé un procédé de forage d’un pieu au moyen du dispositif de forage tel que décrit ci-dessus.

Avantageusement, le procédé peut comprendre en outre, alors que le dispositif de forage est à l’état rétracté, qu’au moins une valeur représentative de la profondeur de la pointe de forage reçue atteint ou dépasse un premier seuil correspondant à un critère d’arrêt de pieu souhaité, et qu’est commandée l’injection de matériau apte à durcir, par exemple du béton, à l’intérieur de l’outil rotatif : - recevoir au moins une valeur de pression du matériau apte à durcir, cette valeur étant issue d’un capteur de pression, - comparer cette valeur de pression reçue à un deuxième seuil, ledit deuxième seuil étant supérieur à ou proche d’une valeur attendue de pression, cette valeur attendue étant susceptible d’être mesurée par ce capteur de pression lorsque l’âme complète de l’outil rotatif est remplie de matériau apte à durcir, et - si cette valeur de pression reçue atteint ou dépasse ce deuxième seuil, autoriser l’extraction de l’outil rotatif, par exemple en générant un signal d’autorisation d’extraction de l’outil rotatif.

Dans la présente demande les termes « haut », « bas », « supérieur », « inférieur », « vertical », « horizontal », « latéral », « dessus » « dessous » etc. sont définis au sens classique de ces termes (c’est-à-dire que la direction verticale est la direction du vecteur gravité, ce vecteur gravité étant orienté du haut vers le bas), lorsque le dispositif de forage placé dans des conditions attendues d’utilisation, c'est-à-dire avec son axe longitudinal parallèle au vecteur gravité, la pointe de forage en bas. Bien entendu, le dispositif est susceptible d’être orienté différemment, notamment lors de son transport. L’invention sera mieux comprise en référence aux figures, lesquelles sont relatives à un mode de réalisation donné à titre d’exemple et non limitatif.

La figure 1 représente schématiquement une installation de forage selon un mode de réalisation de l’invention.

La figure 2A est une vue en coupe d’une partie d’un exemple de dispositif de forage selon le mode de réalisation de la figure 1, à l’état rétracté.

La figure 2B est une vue en perspective d’une partie d’un exemple de dispositif de forage selon le mode de réalisation de la figure 1, à l’état déployé.

Les figures 3A à 3F illustrent une séquence de réalisation d’un pieu, selon le mode de réalisation de la figure 1.

La figure 4 est un logigramme correspondant à un exemple de procédé selon un mode de réalisation de la figure 1.

La figure 5 est une vue en perspective d’un exemple de tube de bétonnage pour un dispositif de forage selon le mode de réalisation de la figure 1.

La figure 6 est une vue en coupe d’un exemple d’élément de rétention pour un dispositif de forage selon le mode de réalisation de la figure 1.

Les figures 7A et 7B sont deux vues en perspectives de l’exemple d’élément de rétention de la figure 6.

Des éléments identiques ou similaires sont désignés par des références identiques d’une figure à l’autre.

Les figures étant relatives à un même mode de réalisation, elles seront commentées simultanément.

En référence à la figure 1, une installation de forage de pieux de fondations comprend un dispositif de forage 1 et un dispositif d’enfoncement 54 pour entrainer en mouvement le dispositif de forage 1.

Le dispositif de forage 1 comprend une tarière 2 à axe creux, ainsi qu’un outil téléscopable 5 (cf. figure 2B), et deux éléments de rétention (non représentés sur les figure 1 et 2A, et dont l’un est référencé 7 sur la figure 2B) pour opposer une résistance au mouvement de l’outil de bétonnage 5 relativement à la tarière 2. Ces éléments de rétention 7 sont solidarisés à une paroi de la tarière 2 et exercent des efforts radiaux par rapport à la direction longitudinale (la direction du vecteur gravité lorsque la tarière est parfaitement verticale) sur l’outil téléscopable 5. Ces éléments de rétention seront décrits de façon plus détaillée en référence aux figures 6, 7A et 7B. L’outil téléscopable comprend un tube de bétonnage 4, percé d’un orifice 41 pour l’injection de béton, et une pointe 3. La pointe 3 et le tube 4 sont solidaires entre eux. La pointe 3 et le tube 4 peuvent par exemple être soudés l’un à l’autre.

La pointe 3 permet d’obturer la tarière pendant le forage.

La pointe 3 a une forme adaptée pour le forage de pieu, que l’homme du métier saurait facilement réaliser.

Le tube 4 s’étend longitudinalement sur une hauteur relativement courte, par exemple représentant moins de 20% de la hauteur de la tarière 2. Le tube 4 peut par exemple avoir une hauteur comprise entre 60 cm et 200 cm, par exemple entre 80 cm et 130 cm, par exemple d’un mètre environ.

Comme illustré sur la figure 2B, la pointe 3 définit une butée 31, et la tarière 2 est découpée à son extrémité de façon à définir une butée 21. Pendant le forage, la butée 21 est en contact avec la butée 31, assurant ainsi un entrainement de la pointe en rotation.

Comme représenté sur la figure 5, le tube de bétonnage peut définir une rainure 42 s’étendant par exemple suivant la direction longitudinale, et apte à recevoir un tenon (non représenté sur la figure 5) solidaire de la tarière, par exemple une vis montée sur la tarière. Cette vis est référencée 8 sur les figures 2A et 2B. Lorsque l’outil téléscopable est entraîné en mouvement relativement à la tarière, par exemple suivant une translation selon la direction longitudinale, le tenon est déplacé dans la rainure 42. Cette rainure 42 et ce tenon forment une liaison glissière pour amener la pointe (non représentée sur la figure 5), lors du passage à l’état rétracté, à une position correspondant à un écart angulaire avec la tarière tel que les butées 21, 31 de reprise de couple seront en contact l’une avec l’autre.

La rainure 42 forme à son extrémité inférieure un angle de 90° ou davantage, définissant ainsi un logement 43 pour recevoir le tenon lorsque le dispositif de forage 1 est à l’état rétracté, s’il s’avère que les butées de reprise de couple 21, 31 ont été usées. Ce logement permet donc de rattraper les jeux éventuels d’écart angulaire entre la tarière et l’outil téléscopable, permettant d’éviter de solliciter le tenon pour la reprise de couple, ce qui permet de limiter le risque de rupture de ce tenon.

Outre le guidage vers la position permettant la reprise de couple à l’état rétracté, l’ensemble tenon-rainure permet de maintenir l’outil téléscopable 5 sur la tarière à l’état déployé. Lorsque le tenon, ici une vis, atteint l’extrémité supérieure 44 de la rainure 42 et un renflement 45, l’outil téléscopable suit la tarière si elle continue à être entrainée vers le haut.

Le renflement 45 du tube de bétonnage est à l’extrémité opposée à l’extrémité soudée à la pointe. Les éléments de rétention 7 sont installés sur la tarière de façon à exercer des efforts radiaux sur ce renflement 45 lorsque le dispositif de forage est à l’état rétracté.

Pour revenir à la figure 1, le dispositif d’enfoncement 54 comporte un mât 52, sur lequel est installé un treuil hydraulique 53 apte à entrainer, via des câbles, le dispositif de forage, vers le haut ou vers le bas. Le treuil hydraulique, éventuellement remplaçable par un vérin, peut permettre d’appliquer des efforts verticaux correspondant â une masse comprise par exemple entre 3 et 20 tonnes.

Le dispositif d’enfoncement 54 comporte en outre un moteur non représenté pour entrainer la tarière 2 en rotation autour de son axe longitudinal. Le moteur est solidaire d’une table de rotation 51, cette table étant solidaire de la tarière.

Le dispositif d’enfoncement 54 comporte en outre un système d’injection de béton â l’intérieur de la tarière 2, au niveau de l’extrémité supérieure de cette tarière 2, ce système comprenant un col de cygne 50.

Un capteur 61 de pression du béton â l’intérieur du col de cygne est en outre prévu.

Des moyens de traitement, ici intégrés dans un ordinateur 60, reçoivent des données issues de ce capteur 61, par exemple via des moyens filaires non représentés ou par une communication sans fil. L’ordinateur 60 est en outre en communication avec le treuil hydraulique, pour d’une part envoyer des messages de commande â ce treuil, et d’autre part, recevoir des messages indiquant des valeurs de paramètres relatifs â l’enfoncement de la tarière, par exemple un nombre de tours de treuil. Alternativement, l’ordinateur 60 peut être en communication avec un capteur de position de la table de rotation, et déduire la position de la pointe des valeurs issues de ce capteur. L’ordinateur 60 est en outre en communication avec une interface utilisateur, comprenant par exemple un voyant lumineux.

Sera maintenant décrite une séquence de forage de pieu, en référence en particulier aux figures 3A à 3F et 4. La figure 4 est un logigramme d’un procédé susceptible d’étre mis en œuvre par l’ordinateur 60, étant entendu que selon les modes de réalisation, certaines étapes pourront être réalisées par des opérateurs humains.

Initialement, comme illustré par la figure 3A, le dispositif de forage 1 est mis en place de façon à pouvoir être piloté par le dispositif d’enfoncement. Le voyant lumineux est alors éteint. Le dispositif 1 est descendu (ce mouvement étant symbolisé par la flèche 69) jusqu’à ce que la pointe 3 heurte le sol et rencontre une résistance.

Au cours d’une étape 100, l’ordinateur émet un message vers le treuil hydraulique et vers le moteur pour initier le forage. Alternativement, le forage peut être effectué suite à une commande manuelle.

Comme illustré sur la figure 3B, la tarière est entrainée en rotation (flèche 72), et subit grâce au treuil une force de poussée vers le bas, de sorte que le dispositif de forage descend selon la flèche 73.

Au cours de ce forage, l’outil de forage rétracté dans la tarière, subit aussi le mouvement de rotation via les butées de reprise de couple 21,31

On reçoit régulièrement, au cours d’étapes 101, des valeurs d’un paramètre représentatif de la profondeur forée, par exemple des valeurs de hauteur. Tant que ces valeurs sont inférieures à un premier seuil (test 102 sur la figure 4, ou alternativement suivi par un opérateur), le forage se poursuit. Les frottements contre les parois de la tarière et le matériau de sol sous la pointe empêchent l’outil téléscopable de descendre relativement à la tarière.

Lorsqu’une valeur reçue atteint ou dépasse ce premier seuil THRl, on met fin au mouvement de rotation selon la flèche 74 (figure 3C). L’ordinateur génère et émet au cours d’une étape 103 un message MSG2_inject de commande d’injection de béton à destination du système d’injection. Alternativement, l’injection de béton peut être initiée par un opérateur humain. Du béton est alors injecté dans la tarière, comme symbolisé par la flèche 70 sur la figure 3D.

Pendant le bétonnage, l’ordinateur attend que la tarière, fermée à son extrémité inférieure par la pointe 3, soit remplie, comme symbolisé par le test 104 portant sur un paramètre représentatif du remplissage. Ce test 104 peut par exemple porter sur le volume de béton injecté, ce volume, facilement mesurable étant comparé à une valeur gardée en mémoire du volume de l’âme de la tarière. Alternativement, ce suivi quant au volume injecté peut être effectué par un opérateur humain.

Lorsque la tarière est remplie, l’injection se poursuit, car on attend que la pression soit supérieure à un deuxième seuil THR2, relativement élevé, pour commander l’extraction de la tarière. Ce deuxième seuil peut par exemple être de 300 kPa ou de 350 kPa. Lorsque la valeur de pression reçue au cours d’une étape 105 dépasse ce deuxième seuil THR2, c’est-à-dire lorsque le test 106 est positif, on peut considérer que le dispositif est sous pression du fait de la sur injection de béton (situation de gavage) et que les efforts subis par l’outil téléscopable sont relativement élevés. L’ordinateur 60 émet alors vers le treuil et vers le moteur un message de commande d’extraction de la tarière, au cours d’une étape 107, permettant ainsi de remonter la tarière (cf. figure 3E). L’ordinateur commande en outre un allumage du voyant lumineux. Là encore, dans un mode de réalisation alternatif, un opérateur peut suivre les valeurs de pression mesurées au cours du temps et décider de l’extraction lorsque ces valeurs sont suffisamment élevées. L’outil téléscopable subit des efforts relativement importants du fait de la présence de béton sous pression, et on peut s’attendre à ce que malgré les frottements occasionnés par les éléments de rétention, cet outil ne soit pas entraîné en mouvement vers le haut du seul fait du mouvement de la tarière. Le tube de bétonnage 4 peut ainsi sortir de l’intérieur de la tarière, permettant au béton 76 de s’écouler et de remplir l’excavation.

Après un laps de temps (étape 76), on compare (test 111) une nouvelle valeur de pression, reçue pendant le bétonnage du tube de bétonnage (étape 110) à un seuil, par exemple au deuxième seuil THR2. Si la pression est restée identique ou a augmenté, on peut présumer que l’outil téléscopable est resté rétracté et que le béton est resté confiné dans la tarière, et l’ordinateur 60 émet au cours d’une étape 112 un message d’erreur à destination du voyant lumineux, lequel peut par exemple passer au rouge.

On pourra alors prévoir de répéter ce procédé, en remplaçant le seuil THR2 par un seuil de valeur plus élevée. Dit autrement, on espère qu’une pression plus élevée permettra à l’outil téléscopable de mieux se détacher de la tarière.

Pour revenir à la figure 4, si le test 111 est positif, on vérifie au cours d’un test 113 que la pression mesurée au cours de l’étape 110 est bien supérieure à un troisième seuil, relativement bas, par exemple 20 kPas, afin de s’assurer de la présence de béton dans la tarière.

Si ce test 113 est négatif, l’ordinateur émet un message d’échec et le voyant passe au rouge.

Dans le cas contraire, il est considéré que le bétonnage a réussi, et un message pour signaler cette réussite est émis vers le voyant, lequel peut alors passer au vert. Là encore, ces vérifications post extraction basées sur le suivi de la pression pourront être effectuées par un opérateur visualisant les mesures de pression.

Le tube 4 étant relativement court, par exemple de l’ordre du mètre, lorsque la tarière a parcouru une distance proche de la longueur du tube, le tube de bétonnage est entraîné en mouvement par la tarière vers le haut, via le tenon qui est alors en butée contre l’extrémité supérieure de la rainure.

On peut prévoir par ailleurs de surveiller régulièrement la pression au col de cygne et de vérifier qu’elle restée relativement élevée, par exemple supérieure à 20 kPa afin de s’assurer du bon approvisionnement en béton.

En référence à la figure 3F, une fois l’ensemble tarière plus outil téléscopable sorti du béton 76 injecté dans l’excavation, on peut descendre une armature métallique 80 dans le béton frais.

Les figures 6, 7A et 7B montrent un exemple d’élément de rétention 7, comprenant un corps 81, une pièce poussoir 82 montée mobile relativement au corps 81, un bouchon 83, un empilement de rondelles Belleville 85, et un joint torique 84 entre le corps 81 et la pièce poussoir 82.

Le corps 81 définit un évidement, dans lequel sont reçus, à une extrémité, le bouchon 83, et à l’autre extrémité, la pièce poussoir. L’empilement de rondelles Belleville 85 est disposé dans cet évidement, entre le bouchon 83 et le poussoir 82.

Les rondelles Belleville 85 de l’empilement sont disposées en opposition. L’empilement de rondelles Belleville 85 peut avoir une hauteur de quelques centimètres, par exemple de 4 cm environ.

Le bouchon 83 est vissé sur le corps 85.

Le corps 85 présente un alésage 89 destiné à coopérer avec un alésage d’un trou débouchant défini dans la paroi de la tarière, pour assurer la solidarisation de l’élément 7 à la tarière. L’empilement 85 exerce des efforts de poussée sur le bouchon 83 et sur le poussoir 82. Le poussoir étant monté mobile relativement au corps 81, le poussoir est susceptible d’être entraîné en mouvement du fait des efforts exercés par l’empilement 85, et donc de transmettre ces efforts à une pièce en contact avec le poussoir, à savoir le tube obturateur.

Les deux, ou davantage, éléments de rétention peuvent être installés par vissage à la paroi de la tarière, en comprimant le poussoir 84, de sorte que du fait de l’élasticité des rondelles Belleville 85, le poussoir tende ensuite à se déplacer vers le renflement du tube de bétonnage, exerçant ainsi des efforts transverses contre ce tube de bétonnage.

Les éléments de rétention 7 jouent ainsi un rôle de frein, tendant à maintenir l’outil téléscopable en place, même si le sol est meuble. Ces éléments 7 permettent ainsi de compenser les effets de la pesanteur dans le cas d’un tube de bétonnage relativement long et/ou d’une pointe relativement lourde.

En revanche, lorsque l’âme de la tarière est remplie de béton, et qu’en outre on s’est placé de façon à être en surpression, le béton exerce de tels efforts qu’on peut présumer d’un mouvement relatif entre l’outil téléscopable et la tarière si la tarière est remontée.

La tarière peut avoir une section avec un diamètre interne tel qu’il faille 13 litres de béton par mètre de hauteur de tarière. Les efforts créés par le poids de ce béton, additionnés à ceux liés à la surpression, facilitent donc le détachement de l’outil téléscopable.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de forage (1) pour réaliser un pieu moulé dans le sol, comprenant : un outil rotatif (2) à âme creuse, et un outil téléscopable (5), cet outil téléscopable comprenant un tube de bétonnage (4) définissant un orifice (41) pour Tinjection de matériau apte à durcir et une pointe de forage (3) solidaire dudit tube de bétonnage, ledit dispositif de forage étant agencé de façon à pouvoir passer d’un état rétracté, dans lequel ledit tube de bétonnage est à l’intérieur de l’outil rotatif et la pointe susceptible d’étre entraînée en rotation par l’outil rotatif, à un état déployé, dans lequel le tube de bétonnage est, tout en restant monté sur l’outil rotatif, suffisamment sorti de l’outil rotatif pour que l’orifice soit en dehors de l’outil rotatif, caractérisé en ce que le dispositif de forage comprend en outre au moins un élément de rétention (7) solidaire de l’un (2) l’outil rotatif et l’outil téléscopable, et contactant l’autre (5) parmi l’outil rotatif et l’outil téléscopable de façon à opposer une résistance au passage de l’état rétracté à l’état déployé.
2. 2. Dispositif de forage (1) selon la revendication 1, dans lequel le tube de bétonnage (4) s’étend suivant sa direction longitudinale sur une longueur comprise entre 60 et 150 cm.
3. 3. Dispositif de forage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel l’élément de rétention (7) est agencé pour exercer sur l’autre (5) parmi l’outil rotatif et l’outil téléscopable, avantageusement sur le tube de bétonnage, des efforts transverses par rapport à la direction longitudinale du tube de bétonnage.
4. 4. Dispositif de forage (1) selon la revendication 3, dans lequel l’élément de rétention (7) comprend un élément ressort (85) pour exercer les efforts transverses sur l’autre parmi l’outil rotatif et l’outil téléscopable.
5. 5. Dispositif de forage (1) selon la revendication 4, dans lequel l’élément ressort comprend au moins une rondelle ressort (85), et dans lequel l’élément ressort comprend un empilement de rondelles Belleville (85).
6. 6. Dispositif de forage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le tube de bétonnage a une longueur représentant moins de 20% de la longueur de l’outil rotatif.
7. 7. Dispositif de forage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’outil rotatif à âme creuse comprend une tarière creuse.
8. 8. Installation de forage, comprenant un dispositif de forage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, et un dispositif d’enfoncement (54) du dispositif de forage pour entrainer en mouvement l’outil rotatif (2) du dispositif de forage.
9. 9. Installation de forage selon la revendication 8, comprenant en outre un module de contrôle (60), ce module comprenant - des moyens de réception agencés pour, alors que le dispositif de forage est à l’état rétracté, qu’au moins une valeur représentative de la profondeur de la pointe de forage reçue atteint ou dépasse un premier seuil correspondant à un critère d’arrêt de pieu souhaité, et qu’est commandée l’injection de matériau apte à durcir, par exemple du béton, à l’intérieur de l’outil rotatif, recevoir au moins une valeur de pression du matériau apte à durcir, cette valeur étant issue d’un capteur de pression, - des moyens de traitement pour comparer cette valeur de pression reçue à un deuxième seuil, ledit deuxième seuil étant supérieur à ou proche d’une valeur attendue de pression, cette valeur attendue étant susceptible d’être mesurée par ce capteur de pression lorsque l’âme complète de l’outil rotatif est remplie de matériau apte à durcir, et si cette valeur de pression reçue atteint ou dépasse ce deuxième seuil, générer un signal d’autorisation d’extraction de l’outil rotatif. - des moyens de transmission pour transmettre le signal d’autorisation d’extraction généré par les moyens de traitement afin que l’extraction soit commandée.
10. 10. Installation selon la revendication 8 ou 9, comprenant en outre un capteur de pression du matériau apte à durcir, ledit capteur étant installé hors sol.