FR3091697A1 - Ascenseur négatif latéral pour chantier - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système d’ascenseur pour chantier (1) destiné à être installé dans un puits en cours de creusement selon une direction de creusement (X-X), comprenant - une structure de support (2) destinée à être placée au sol au niveau d’une entrée du puits ; - une structure de mât (3) montée en translation sur la structure de support (2) et déployable à partir de la structure de support (2) vers l’intérieur du puits selon la direction de creusement (X-X) ; et - une cabine (5) montée sur la structure de mât (3) ;dans lequel la structure de mât (3) est formée d’une pluralité de portions de mât (31) couplées deux à deux et articulées deux à deux, les portions de mât (31) étant en outre prévues pour se déplacer sur un chemin de roulement agencé sur la structure de support (2), ledit chemin de roulement comprenant au moins une portion de stockage des portions de mât (31) et une portion de déploiement des portions de mât (31), la portion de déploiement étant destinée à être positionnée en regard de l’entrée du puits et à diriger les portions de mât (31) selon la direction de creusement (X-X). Figure de référence pour l’abrégé : figure 1
Description
La présente invention concerne le domaine de la construction industrielle, et plus particulièrement des moyens d’accès à des tunnels en construction.
Dans le domaine de la construction industrielle de grande échelle, il est parfois nécessaire de construire des puits de grande profondeur. Des équipements doivent alors être installés pour permettre un accès au fond de ces puits.
Lors de la construction d’un tunnel souterrain par exemple, il est nécessaire de creuser à partir de la surface des puits verticaux, permettant à la fois un accès au tunnel en construction, typiquement aux appareils de chantier comme des tunneliers, mais aussi afin d’assurer la ventilation du tunnel. En effet, afin de protéger le personnel travaillant sur le chantier du tunnel en cas d’incident, il convient de prévoir régulièrement des puits de désenfumage et d’accès de secours. Ces puits peuvent atteindre de grandes dimensions, par exemple un diamètre supérieur à 7 m, et une profondeur permettant d’atteindre le tunnel, couramment à plus de 35 m de profondeur. Les puits peuvent avoir des formes variées, et sont généralement creusés par une pelle mécanique. Les gravats produits lors du creusement sont remontés en surface dans des bennes de marinage manutentionnées par une grue à câble située en périphérie du puits, à la surface. Au fur et à mesure du creusement, les parois du puits sont généralement consolidées, par exemple par du béton projeté sur une structure métallique de renfort.
Tout au long du creusement du puits, des opérateurs doivent accéder au fond du puits, dont la profondeur augmente progressivement. Pour accéder au fond, les opérateurs ont principalement deux solutions.
Une première solution est d’utiliser une échelle à crinoline, dont la hauteur augmente à mesure que la profondeur du puits augmente. Ce type d’échelle doit vérifier des normes de sécurité contraignantes, et nécessite de faire appel à des professionnels, ce qui peut présenter un coût élevé. De plus, des accidents graves peuvent arriver, un opérateur pouvant faire une chute de plusieurs mètres de haut en cas de glissement, et des portes de condamnation d’accès n’étant pas obligatoires. Ce dispositif n’est également pas adapté pour transporter du matériel au fond du puits. Des dispositifs antichute et des moyens de condamnation de l’accès à l’échelle ont été envisagés, afin d’améliorer la sécurité des opérateurs. Cependant, ils nécessitent que l’opérateur soit acteur de sa propre sécurité. Enfin, ce type de solution est difficilement modulable, l’échelle étant fixée à la paroi renforcée du puits, et reste peu adapté à des profondeurs élevées.
Une deuxième solution est d’utiliser une nacelle manutentionnée par une grue à câble, typiquement par la grue à câble chargée de l’évacuation des bennes de marinage. Cependant, cela est encore une fois contraignant pour les constructeurs, et ne permet pas un transport rapide et sans danger des opérateurs entre la surface et le fond du puits, la nacelle étant peu stable.
Il n’existe donc pas de solution permettant de satisfaire les exigences de sécurité au travail sur les chantiers, et notamment pas de solution satisfaisante pour acheminer des opérateurs au fond d’un puits lors de sa construction, tout en n’encombrant pas l’intérieur du puits, et en étant compatible avec toutes les techniques de construction, notamment avec les techniques de construction en paroi préfabriquée.
Un but de l’invention est de remédier au moins en partie aux inconvénients précités, et notamment de proposer un système d’ascenseur pour chantier permettant un accès rapide au fond d’un puits en construction à des opérateurs, quelle que soit la profondeur du puits, sans présenter de contraintes supplémentaires pour les opérateurs et en garantissant leur sécurité, et en laissant libre la totalité du puits lorsque l’ascenseur n’est pas utilisé.
Les buts précités sont atteints par la présente invention grâce à système d’ascenseur pour chantier destiné à être installé dans un puits en cours de creusement selon une direction de creusement, comprenant :
- une structure de support destinée à être placée au sol au niveau d’une entrée du puits ;
- une structure de mât montée en translation sur la structure de support et déployable à partir de la structure de support vers l’intérieur du puits selon la direction de creusement ; et
- une cabine montée sur la structure de mât ;
dans lequel la structure de mât est formée d’une pluralité de portions de mâts couplées deux à deux et articulées deux à deux, les portions de mât étant en outre prévues pour se déplacer sur un chemin de roulement agencé sur la structure de support, ledit chemin de roulement comprenant au moins une portion de stockage des portions de mât et une portion de déploiement des portions de mât, la portion de déploiement étant destinée à être positionnée en regard de l’entrée du puits et à diriger les portions de mât selon la direction de creusement.
Le système d’ascenseur peut comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- la portion de déploiement du chemin de roulement a des dimensions limitées par la structure de support de sorte que les portions de mâts en position de déploiement sont en dehors du chemin de roulement ;
- la portion de déploiement du chemin de roulement est incurvée en direction de la direction de creusement ;
- les portions de mâts comprennent un dispositif de verrouillage prévu pour bloquer le mouvement relatif entre deux portions de mât adjacentes, en particulier pour des portions de mât en position de déploiement afin de former une structure de mât rigide ;
- le chemin de roulement comprend au moins deux portions de stockage de portions de mât, lesdites portions de stockage étant agencées sur la structure de support de manière sensiblement parallèles l’une par rapport à l’autre ;
- la structure de support comprend en outre un dispositif d’ancrage au sol prévu pour compenser un contrepoids formé par notamment la structure de mât et la cabine ;
- la structure de support est montée sur pneumatiques de sorte à pouvoir être déplacée en dehors de la zone du puits ;
- un frein de sécurité est fixé sur au moins une des portions de mât et configuré pour agir sur la structure de support pour assurer un freinage ;
- la cabine est fixée sur la structure de mât au niveau d’une portion de mât d’extrémité, ladite cabine étant déployée dans le puits de manière concomitante au déploiement des portions de mât pour former la structure de mât ;
- le système d’ascenseur comprend un treuil, configuré pour actionner un mouvement relatif de la cabine par l’intermédiaire d’un câble d’entrainement, le câble d’entrainement étant fixé à la cabine ;
- une crémaillère est fixée sur la structure de support, et au moins une portion de mât comprend un motoréducteur avec un pignon, configuré pour engrainer sur ladite crémaillère ;
- le système d’ascenseur comprend une armoire de commande et une armoire de puissance électrique fixés sur la dernière portion de mât ;
- la cabine est montée en translation sur la structure de mât de manière à pouvoir être translatée selon la direction de creusement le long de la structure de mât déployée.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé d’utilisation d’un système d’ascenseur tel que décrit précédemment, dans lequel la structure de mât est déployée selon les étapes successives suivantes :
- S1 : positionnement de la structure de support à proximité de l’entrée d’un puits,
- S2 : déploiement de la structure de mât, de sorte à positionner la cabine au fond du puits.
Le procédé d’utilisation du système d’ascenseur peut comprendre les étapes suivantes, prises seules ou en combinaison :
- S3 : remontée de la cabine effectuée en remontant les portions de mât de la structure de mât sur la structure de support ;
- S4 : remontée de la cabine par translation de ladite cabine par rapport à la structure de mât maintenue en position fixe.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels :
Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. Pour faciliter la lecture des dessins, les éléments similaires portent des références identiques sur l’ensemble des figures.
La figure 1 illustre une vue d’ensemble en fonctionnement d’un système d’ascenseur pour chantier 1 selon un exemple de réalisation.
Comme représenté sur la figure 1, le système d’ascenseur 1 est destiné à permettre à des opérateurs d’accéder au fond d’un puits en cours de creusement selon une direction de creusement sensiblement verticale représentée par l’axe X-X. On entendra par « puits vertical » un puits creusé selon une direction sensiblement perpendiculaire au sol. On assimilera par la suite la direction de creusement à l’axe X-X. Typiquement, le puits est destiné à permettre un accès à un chantier de tunnel creusé en profondeur, comme cela est détaillé précédemment.
Plus généralement le système d’ascenseur 1 est destiné à permettre un accès à une zone en profondeur, notamment une zone dont la profondeur varie, typiquement un puits en cours de creusement.
Le système d’ascenseur 1 peut permettre un accès à la zone en profondeur à des opérateurs, typiquement des ouvriers de chantier, ou également à du matériel.
Afin de permettre un accès au fond du puits sécurisé, le système d’ascenseur 1 comprend une cabine 5 montée sur une structure de mât 3, comprenant plusieurs portions de mât 31, couplées entre elles entre une première portion de mât 31’, et une dernière portion de mât 31’’. La première portion de mât 31’ correspond à la portion de mât la plus proche de l’entrée du puits en position initiale et au fond du puits en position finale, comme illustré sur la figure 1. La dernière portion de mât 31’’ correspond à la portion de mât la plus éloignée du fond du puits en position finale, comme illustré sur la figure 1.
Le système d’ascenseur 1 pour chantier comprend une structure de support 2 destinée à être placée au sol au niveau d’une entrée du puits.
Selon un exemple de réalisation, illustré par exemple sur les figures 2 et 3, la structure de support 2 repose sur un dispositif d’ancrage au sol, comprenant au moins un élément d’ancrage 22 dans le sol. Le dispositif d’ancrage est configuré pour compenser un contrepoids formé par des éléments supportés par la structure de support 2.
De préférence, les éléments d’ancrage 22 dans le sol sont régulièrement espacés le long de la structure de support 2, par exemple entre une première extrémité située à proximité de l’entrée du puit, et une seconde extrémité plus éloignée du puits que la première extrémité, d’une distance par exemple supérieure à la profondeur maximale du puits.
De manière avantageuse mais non obligatoire, l’au moins un élément d’ancrage 22 a une hauteur variable. Par exemple, il peut être actionné par au moins un vérin, typiquement un vérin hydraulique alimenté par une centrale hydraulique. Cela permet à la structure de support 2 d’être sensiblement horizontale, quel que soit l’état de la surface du sol à proximité du puits.
Selon un exemple de réalisation, la structure de support 2 est montée sur pneumatiques.
Dans l’exemple illustré sur les figures 4 et 5, la structure de support 2 repose sur un châssis mobile 23, par exemple sur le châssis d’une semi-remorque. Le châssis mobile 23 peut comprendre une pluralité de roues 24, et au moins un élément d’ancrage 22 dans le sol, de préférence amovible ou réglable comme décrit précédemment, par exemple une béquille.
Un véhicule tracteur (non représenté) peut être relié au châssis mobile 23, de sorte à permettre un déplacement de la structure de support 2. Cela permet de complétement libérer l’accès supérieur au puits, utile notamment pour installer des anneaux de coffrage ou des anneaux de renforcement dans les parois du puits par exemple.
Le système d’ascenseur 1 pour chantier comprend également la structure de mât 3 montée mobile sur la structure de support 2. La structure de mât 3 est mobile par rapport à la structure de support 2 et déployable à partir de la structure de support 2 vers l’intérieur du puits selon la direction de creusement X-X. La structure de mât 3 est formée de la pluralité de portions de mâts 31 couplées et articulées deux à deux.
Selon un exemple de réalisation, la structure de mât 3 est modulaire, c’est-à-dire qu’il est possible d’ajouter ou de retirer des portions de mât 31 de la structure de mât. Cela permet d’adapter le système d’ascenseur 1 à la profondeur du puits maximale envisagée.
Un chemin de roulement sensiblement horizontal, illustré par exemple sur les figures 2 et 3, est agencé sur la structure de support 2, et destiné à guider un mouvement des portions de mât 31. Le chemin de roulement comprend au moins une portion de stockage 20 des portions de mât 31, et une portion de déploiement 21 des portions de mât 31. En utilisation, la portion de déploiement 21 est destinée à être positionnée en regard de l’entrée du puits afin de diriger les portions de mât 31 selon la direction de creusement X-X.
Selon un exemple de réalisation, par exemple illustré sur la figure 4, le chemin de roulement comprend au moins deux portions de stockage de portions de mât (20,20’), agencées sur la structure de support 2 de manière sensiblement parallèle l’une par rapport à l’autre. Cet exemple de réalisation permet, pour une même longueur de chemin de roulement, d’avoir une compacité plus importante de la structure de support 2. Cela permet également de faciliter un déplacement de la structure de support 2, notamment dans l’exemple de réalisation où la structure de support 2 est montée sur pneumatiques.
Dans un tel exemple de réalisation, une première portion de stockage 20 peut être située entre la seconde extrémité de la structure de support 2 et une portion incurvée, et une deuxième portion de stockage 20’ peut être située entre la portion incurvée et la première extrémité de la structure de support 2, au niveau de laquelle est située la portion de déploiement 21. Par exemple, la première portion de stockage 20 rectiligne sensiblement horizontale est située en dessous de la deuxième portion de stockage 20’ rectiligne, et la portion incurvée permet une rotation de 180° du chemin de roulement.
De préférence, le chemin de roulement comprend un système d’entrainement 4 comprenant un treuil 42 motorisé par au moins un moteur et configuré pour actionner un mouvement relatif de la structure de mât 3 et/ou de la cabine 5 par l’intermédiaire d’un élément d’entrainement. Par exemple, l’élément d’entrainement peut être une chaîne crémaillère, ou un câble d’entrainement 41, comme illustré sur les figures 2 à 5. Le câble d’entrainement 41 permet de rendre le système d’ascenseur 1 moins bruyant qu’un système d’entrainement 4 à crémaillère. Le treuil 42 est dimensionné pour supporter le poids de la structure de mât 3 et de la cabine 5. L’ensemble de la structure de mât 3 et de la cabine 5 a de préférence un poids inférieur à 10 tonnes, par exemple un poids approximatif de 6 tonnes.
Dans un exemple de réalisation, le câble d’entrainement 41 est configuré pour être enroulé partiellement autour du treuil 42, et relié à une extrémité de la structure de mât 3, par exemple au niveau de la dernière portion de mât 31’’, ou à la cabine 5, notamment lorsque celle-ci est montée fixe par rapport à la structure de mât 3. Il est particulièrement avantageux de relier l’extrémité du câble d’entrainement 41 directement à la cabine 5, comme cela est illustré notamment sur l’exemple de réalisation des figures 2 et 3. Cela permet d’augmenter la sécurité car le câble d’entrainement 41 n’est pas attaché sur un élément intermédiaire. De plus, cela présente l’avantage de limiter les efforts mécaniques. En positionnant judicieusement le câble d’entrainement 41 sur la cabine 5, l’effort de traction du câble 41 limite la flexion de la poutre formée par la structure de mât 3, de préférence la fait tendre vers zéro. Ainsi, il est possible de réduire les efforts transitant dans la structure de mât 3 et d’alléger la structure de mât 3.
Dans cet exemple de réalisation, le treuil 42 est par exemple ancré au sol en surface, de préférence à proximité de la seconde extrémité de la structure de support 2, ou fixé directement la structure de support 2, par exemple sur l’éventuel châssis mobile 23.
Dans l’exemple de réalisation où la cabine 5 est fixe par rapport à la dernière portion de mât 31’’, la cabine 5 est accrochée au système d’entrainement 4 et par un déroulement de la chaîne ou du câble d’entrainement 41, entraîne toutes les portions de mâts 31 couplées entre elles lors d’une phase de descente, afin de déployer la structure de mât 3. Le treuil 42 est configuré pour commander un enroulement de la chaîne ou du câble d’entrainement 41, de sorte à tracter la cabine 5 lors d’une phase de montée.
De manière alternative, le câble d’entrainement 41 est fixé en une extrémité à un point d’ancrage au sol ou directement la structure de support 2, par exemple sur l’éventuel châssis mobile 23, tandis que le treuil 42 du câble d’entrainement 41 est fixé sur la dernière portion de mât 31’’, voire sur la cabine 5, notamment lorsque celle-ci est montée fixe par rapport à la structure de mât 3. Cela permet de limiter la longueur du câble d’entrainement 41 et d’éviter de gérer un passage du câble d’entrainement 41 sur les portions de mât 31.
De manière générale, l’au moins un moteur du treuil 42 permet d’actionner un mouvement de l’élément d’entrainement le long du chemin de roulement. L’élément d’entrainement, par exemple le câble d’entrainement 41, entraine alors une translation de la cabine 5 dans le puits, selon la direction de creusement, entre une position initiale, où la cabine 5 est à l’entrée du puits, et une position finale, où la cabine 5 est au fond du puits.
Dans un exemple de mis en œuvre du système d’ascenseur 1, illustré sur les figures 1 à 5, la cabine 5 en position initiale est montée sur la structure de mât 3, au-dessus de l’entrée du puits.
Lors de la phase de descente de la cabine 5, le treuil 42 est configuré pour libérer l’élément d’entrainement, typiquement le câble d’entrainement 41. La cabine 5 est alors entrainée en translation selon la direction de creusement X-X, et entraine le déploiement concomitant de la structure de mât 3 dans le puits. La gravité participe au déploiement de la cabine 5 et de la structure de mât 3, le système d’entrainement 4 venant contrôler ce déploiement, en exerçant notamment un freinage pour ralentir la vitesse de déploiement.
Lors de la phase de montée de la cabine 5, le treuil 42 est configuré pour enrouler l’élément d’entrainement, afin d’entrainer la cabine 5 en translation vers le haut, par exemple jusqu’à la position initiale.
De préférence, le système d’entrainement 4 comprend un système de sécurité, permettant de contrôler la vitesse de déroulement de la chaîne ou du câble d’entrainement 41. De préférence, un enrouleur de câbles électriques permettant l’alimentation de la cabine 5 et des systèmes de sécurité et de déploiement du mât 3 est positionné à proximité du treuil 42. De préférence, le système de sécurité est un système mécanique indépendant de l’au moins un moteur du treuil 42, de sorte à bloquer un mouvement de la chaîne ou du câble d’entrainement 41 si la vitesse de déroulement est trop élevée.
De manière avantageuse, le treuil 42 est configuré pour autoriser un déroulement et/ou un déroulement de l’élément d’entrainement entrainant une vitesse de translation de la cabine 5 dans le puits inférieure à 20 km/h, typiquement comprise entre 0.5 km/h et 3 km/h, par exemple la vitesse de déplacement maximum peut être de l’ordre de 10 m/min.
De préférence, le treuil 42 comprend en outre un système limiteur de vitesse, formé par exemple d’une poulie associée à un limiteur de vitesse, de sorte qu’en cas de survitesse, le limiteur de vitesse bloque l’élément d’entrainement et déclenche la prise d’un bloc parachute, destiné à arrêter et à maintenir l’arrêt de la cabine 5 sur la structure de mât 3 en cas de survitesse à la descente ou de rupture de l’élément d’entrainement.
Le système de sécurité peut comprendre de manière alternative ou complémentaire un dispositif de blocage, permettant de retenir les portions de mât 31 et la cabine 5, dans l’éventualité où le câble d’entrainement 41 cèderait. De manière avantageuse, un frein de sécurité, par exemple un frein parachute, peut être fixé sur au moins une des portions de mât 31, préférentiellement sur la dernière portion de mât 31’’ de sorte qu’en cas de défaillance, le frein de sécurité peut agir sur la structure de support 2 des portions de mât 31 et assurer un freinage.
De préférence, le système d’ascenseur 1 comprend également une armoire de commande et une armoire de puissance électrique. L’armoire de commande peut permettre de piloter les moteurs éventuels, par exemple l’au moins un moteur du treuil et le système de sécurité éventuel, pour commander la phase de montée ou de descente, ou le déploiement de la structure de mât 3 dans le puits. L’armoire de puissance électrique peut permettre de regrouper et de dimensionner des protections nécessaires de lignes d’alimentation électrique, pour éviter des courts-circuits et des surtensions qui pourraient endommager le système d’ascenseur 1, et protéger des opérateurs contre d'éventuelles électrocutions ou électrisations.
L’armoire de commande et/ou l’armoire de puissance électrique peut être fixée directement sur la dernière portion de mât 31’’, afin de limiter la longueur de câbles de puissance, la dernière portion de mât 31’’ étant par exemple la portion de mât la plus proche de l’entrée du puits lorsque la structure de mât 3 est entièrement déployée. De préférence, le système d’ascenseur comprend un enrouleur destiné à faire passer les câbles de puissance pour une liaison au sol.
De manière avantageuse mais non obligatoire, le chemin de roulement peut comprendre un système de guidage des portions de mât 31. Le système de guidage des portions de mât 31 peut être par exemple au moins un rail destiné à recevoir les portions de mât 31 en appui, ou deux rails parallèles, destinés à encadrer les portions de mât 31, de sorte à guider leur mouvement de translation.
Dans un exemple de réalisation, la structure de support 2 comprend une crémaillère fixe, s’étendant le long du chemin de roulement au moins sur une partie de la portion de stockage 20. Au moins une portion de mât 31 comprend un élément motorisé, par exemple un motoréducteur, et un pignon, configuré pour engrener sur la crémaillère de la structure de support 2.
De préférence, plusieurs portions de mât 31, par exemple toutes les portions de mât 31, sont équipées d’au moins une roue dentée qui est configurée pour engrener sur la crémaillère fixée sur au moins la portion de stockage 20 du chemin de roulement.
Cela permet d’assurer un guidage de la structure de mât 3 sur la portion de stockage 20 de la structure de support 2. Cela permet également de pallier à une défaillance de l’éventuel treuil 42, la structure de mât 3 pouvant ainsi se translater sur la structure de support 2 de manière autonome.
De préférence, au moins la dernière portion de mât 31’’, c’est-à-dire la portion de mât 31’’ la plus éloignée du fond du puits en position finale, est configurée pour engrener sur la crémaillère fixe, qui achemine la dernière portion de mât 31’’ jusqu'à la portion de déploiement 21, entrainant simultanément le déploiement de la structure de mât 3 dans le puits.
Par exemple, dans la position finale, la dernière portion de mât 31’’ est située dans la portion de déploiement 21, sensiblement à la verticale, comme cela est représenté sur la figure 1. Dans la position initiale, par exemple sur les figures 2 et 4, la dernière portion de mât 31’’ est une portion d’extrémité de la structure de mât 3, correspondant à la portion de mât la plus proche du système d’entrainement 4, et notamment du treuil éventuel 42.
De préférence, la portion de déploiement 21 du chemin de roulement a des dimensions limitées par la structure de support 2 de sorte que la première portion de mât 31’ en position initiale, avant le déploiement de la structure de mât 3 dans le puits, est en dehors du chemin de roulement, comme cela est illustré sur les figures 2 et 4.
Dans un exemple de réalisation, la portion de déploiement 21 est destinée à être positionnée en regard de l’entrée du puits et à diriger les portions de mât 31 selon la direction de creusement X-X sensiblement verticale. Par exemple, le chemin de roulement est sensiblement horizontal dans la portion de stockage 20, et la portion de déploiement 21 du chemin de roulement est incurvée selon la direction de creusement X-X. Dans les exemples de réalisation représentés sur les figures 2 à 5, le chemin de roulement s’oriente vers le puits à 90° au niveau de la portion de déploiement 21, entraînant les portions de mât 31 à la verticale, dans une position de descente.
De préférence, lors de la phase de descente, lorsque la portion de mât 31 arrive dans la portion de déploiement 21, la portion de mât 31 se désolidarise du système de guidage ou de la crémaillère éventuels, et entame une descente naturelle par gravité sur une paroi latérale du puits, tandis que les portions de mât 31 encore couplées au système de guidage ou à la crémaillère éventuels permettent de contrôler la vitesse de déploiement, exerçant notamment un freinage si nécessaire.
Symétriquement, lors d’une phase de montée, lorsque la portion de mât 31 arrive dans la portion de déploiement 21, sous l’action du système d’entrainement 4, la portion de mât 31 se range dans la portion de stockage 20, de préférence en engrenant sur la crémaillère éventuelle et/ou en étant guidée par le système de guidage éventuel.
Dans un exemple de réalisation, le système d’ascenseur 1 peut comprendre des éléments de stabilisation permettant de guider le déploiement des portions de mât 31 dans le puits en creusement, notamment pour autoriser à la structure de mât 3 seulement une translation selon la direction de creusement X-X.
Selon un exemple particulier, de tels éléments de stabilisation comprennent une portion d’ancrage sur une paroi latérale du puits, permettant de fixer les éléments de stabilisation sur la paroi latérale du puits. Les éléments de stabilisation sont typiquement des cadres rigides comprenant des roulettes de guidage, destinées à guider la structure de mât 3 lors de la phase de descente dans le puits. Par exemple chaque élément de stabilisation comprend au moins quatre roulettes de guidage disposées perpendiculairement deux à deux, de sorte à autoriser à la structure de mât 3 seulement une translation selon la direction de creusement X-X. De préférence, les roulettes de guidage sont configurées pour être en contact avec les portions de mât 31 en translation dans le puits. De manière avantageuse, les éléments de stabilisation peuvent être ancrés sur la paroi latérale du puits à intervalles régulier, par exemple tous les 6 m selon la direction de creusement X-X, de sorte à garantir une translation rectiligne stable de la structure de mât 3 selon la direction de creusement X-X.
Selon un autre exemple, de tels éléments de stabilisation sont directement agencés sur les portions de mât 31, par exemple sous la forme de roues montées en rotation sous les portions de mât 31 et destinées à prendre appui contre la paroi interne du puits en creusement.
De préférence, les portions de mâts 31 comprennent un dispositif de verrouillage prévu pour bloquer le mouvement relatif entre deux portions de mât 31 adjacentes, en particulier pour des portions de mât en position de déploiement afin de former une structure de mât 3 rigide.
De préférence, le dispositif de verrouillage peut être une cinématique entièrement mécanique grâce à un système de came. Par exemple, le dispositif de verrouillage peut comprendre un ensemble de pinces à ressort de compression, semblable à celles utilisées pour des télésièges débrayables par exemple.
Dans un tel exemple de réalisation, chaque portion de mât 31 peut comprendre une pince à ressort de compression, comprenant un mors, configuré pour pincer le câble d’entrainement 41 lors d’une translation dans le puits, ainsi qu’un levier relié à au moins un ressort de grande constante de raideur. La portion de déploiement 21 peut comprendre un rail de guidage et le système de came, de sorte que, lorsque chaque portion de mât 31 atteint la zone de déploiement lors d’une phase de remontée, le système de came est configuré pour faire progressivement pression sur le levier de la pince à ressort, afin de la desserrer du câble d’entrainement 41.
De préférence, chaque pince à ressort comprend également des galets de guidage, destinés à guider la pince et la portion de mât 31 associée le long du rail de guidage dans la portion de stockage 20.
La figure 1 illustre schématiquement un tel exemple de réalisation, pour lequel la position finale ou position basse est représentée, et où l’on peut voir la structure de mât 3 totalement déployée dans le puits.
Par exemple, les portions de mât 31 sont articulées deux à deux par un système d’articulation comprenant le dispositif de verrouillage, de sorte que, lorsque deux portions de mât 31 consécutives sont positionnées bout-à-bout pendant la phase de descente, le dispositif de verrouillage bloque mécaniquement le système d’articulation de manière à solidariser les deux portions de mât 31 consécutives. Le dispositif de verrouillage permet de constituer automatiquement une structure de mât 3 rigide verticalement, lors de la phase de descente de la cabine 5.
Dans un exemple de réalisation, la cabine 5 est assemblée avec la structure de mât 3 au niveau de la première portion de mât 31’, la plus proche de l’entrée du puits en position initiale. La cabine amovible 5 forme une cage permettant de garantir la sécurité d’un utilisateur à l’intérieur de la cabine 5. Les risques de chute sont donc réduits, et l’utilisateur peut atteindre le fond du puits sans contraintes.
Afin d’améliorer le confort de l’utilisateur, la cabine 5 peut disposer en son intérieur d’une pluralité d’assises, typiquement de deux assises permettant à deux utilisateurs de s’asseoir pendant la montée ou la descente de la cabine 5. De plus, un transport de matériel est aussi possible.
De préférence, la cabine 5 comprend une passerelle sécurisée permettant à un opérateur de monter ou de descendre de la cabine sans risquer une chute, lorsque la cabine 5 est en position initiale ou position haute, à l’entrée du puits.
Selon un exemple de réalisation, la cabine 5 est montée fixe sur la structure de mât 3 au niveau de la première portion de mât 31’, formant une extrémité de la structure de mât 3 au fond du puits. La cabine 5 est déployée dans le puits et remontée en surface de manière concomitante au déploiement des portions de mât 31 pour former la structure de mât 3.
Selon un exemple de réalisation alternatif, la cabine 5 est montée en translation sur la structure de mât 3 de manière à pouvoir être translatée selon la direction de creusement X-X le long de la structure de mât 3 déployée dans le puits. Typiquement, lorsque les portions de mât 31 sont toutes déployées, elles forment la structure de mât 3 rigide sensiblement verticale, s’étendant entre l’entrée du puits et le fond du puits, et la cabine 5 peut se translater le long de cette structure de mât 3 rigide.
Par exemple, chaque portion de mât 31 peut comprendre une portion de crémaillère, de sorte à ce que, lorsque les portions de mât 31 sont positionnées bout-à-bout et verrouillées entre elles, les portions de crémaillère soient alignées et en contact, formant ainsi une crémaillère supplémentaire sur laquelle la cabine peut être engrenée.
Dans un exemple de réalisation, la cabine amovible 5 comprend un système d’entrainement en translation indépendant, configuré pour coopérer avec la crémaillère supplémentaire formée sur la structure de mât 3. De préférence, le système d’entrainement en translation indépendant comprend une pluralité de roues dentées, configurées pour engrener sur la crémaillère de la structure de mât 3.
Le système d’entrainement en translation indépendant peut comprendre au moins un élément motorisé, par exemple un motoréducteur, permettant d’entrainer en rotation les roues dentées. Par exemple, le système d’entrainement en translation indépendant comprend au moins un moteur de puissance 6 kW. De préférence, le système d’entrainement en translation indépendant comprend au moins deux éléments motorisés, afin d’améliorer la fiabilité du système d’entrainement et de diminuer un risque de panne.
La cabine amovible 5 comprend de préférence un système de sécurité, comprenant par exemple un dispositif de freinage d’urgence, typiquement un système de freinage indépendant d’un frein moteur, par exemple un frein parachute.
Le système d’entrainement en translation indépendant et le système de sécurité peuvent être fixés sur un côté de la cabine 5. De préférence le système d’entrainement en translation et/ou le système de sécurité de la cabine 5 sont situés à l’intérieur de la cabine 5 pour faciliter la maintenance par un utilisateur et protéger des pièces mécaniques de pollutions extérieures. Typiquement, l’au moins un moteur et le système de sécurité sont encastrés dans la cabine 5, par exemple sous les assises éventuelles.
Selon un procédé d’utilisation du système d’ascenseur 1, une première étape de déploiement de la structure de mât 3 est le positionnement (S1) de la structure de support 2 à proximité de l’entrée du puits. Le positionnement peut notamment être facilité lorsque la structure de support 2 est montée sur pneumatiques, par exemple sur le châssis 43. Typiquement, lorsqu’un opérateur souhaite accéder au fond du puits, la cabine 5 occupe la position initiale ou position haute, par exemple à proximité de l’entrée du puits, en surface.
De préférence, l’opérateur peut accéder à l’intérieur de la cabine 5 par une passerelle sécurisée.
Lors d’une étape (S2), le système d’ascenseur 1 est ensuite déployé à l’intérieur du puits, jusqu’à ce que la cabine 5 atteigne le fond du puits, ou position basse. Une fois la cabine 5 positionnée au fond du puits, un opérateur peut par exemple décharger du matériel transporté dans la cabine 5.
Dans un exemple d’utilisation, lors d’une étape (S3), la cabine 5 est remontée en remontant les portions de mât (31) de la structure de mât (3) sur la structure de support (2). Cette remontée est par exemple effectuée lorsqu’un opérateur souhaite regagner la surface, ou lorsque le système d’ascenseur doit être évacué du puits. La phase de remontée de la cabine 5 est selon cette étape (S3) concomitante à une remontée de la structure de mât 3 sur la structure de support 2.
Cet exemple d’utilisation permet par exemple de libérer la totalité de l’intérieur du puits, en remontant par exemple systématiquement la structure de mât 3 après chaque phase de déploiement.
Dans un exemple d’utilisation alternatif ou complémentaire, il existe une étape (S4) au cours de laquelle la cabine 5 vient se translater le long de la structure de mât 3 qui est déployée et maintenue fixe. Cette translation permet de faire monter ou descendre la cabine 5. Par exemple, cela peut être mis en œuvre dans le cas où la cabine amovible 5 comprend le système d’entrainement en translation indépendant tel que décrit précédemment, ou de manière générale, dans tout cas où la cabine 5 peut effectuer une translation relative par rapport à la structure de mât 3 déployée.
Cet exemple de réalisation présente l’avantage de ne pas nécessiter de déployer la structure de mât entièrement à chaque fois qu’un opérateur souhaite accéder au fond du puits ou souhaite regagner la surface. De préférence, les deux exemples d’utilisation sont possibles, par exemple la structure de mât 3 est déployée dans le puits avec la cabine 5, puis la cabine 5 se translate sur la structure de mât 3, par exemple jusqu’à ce que le puits ait besoin d’être libéré. La structure de mât 3 peut alors être remontée de manière concomitante à la cabine 5.
Le lecteur aura compris que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir matériellement des nouveaux enseignements et des avantages décrits ici. Par conséquent, toutes les modifications de ce type sont destinées à être incorporées à l’intérieur de la portée du système d’ascenseur présenté.
Claims (16)
- Système d’ascenseur pour chantier (1) destiné à être installé dans un puits en cours de creusement selon une direction de creusement (X-X), comprenant
- une structure de support (2) destinée à être placée au sol au niveau d’une entrée du puits ;
- une structure de mât (3) montée en translation sur la structure de support (2) et déployable à partir de la structure de support (2) vers l’intérieur du puits selon la direction de creusement (X-X) ; et
- une cabine (5) montée sur la structure de mât (3) ;
dans lequel la structure de mât (3) est formée d’une pluralité de portions de mât (31) couplées deux à deux et articulées deux à deux, les portions de mât (31) étant en outre prévues pour se déplacer sur un chemin de roulement agencé sur la structure de support (2), ledit chemin de roulement comprenant au moins une portion de stockage (20) des portions de mât (31) et une portion de déploiement (21) des portions de mât (31), la portion de déploiement (21) étant destinée à être positionnée en regard de l’entrée du puits et à diriger les portions de mât (31) selon la direction de creusement (X-X). - Système d’ascenseur selon la revendication 1, dans lequel la portion de déploiement (21) du chemin de roulement a des dimensions limitées par la structure de support (2) de sorte que les portions de mât (31) en position de déploiement sont en dehors du chemin de roulement.
- Système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la portion de déploiement (21) du chemin de roulement est incurvée en direction de la direction de creusement (X-X).
- Système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les portions de mât (31) comprennent un dispositif de verrouillage prévu pour bloquer le mouvement relatif entre deux portions de mât (31) adjacentes, en particulier pour des portions de mât (31) en position de déploiement afin de former une structure de mât (3) rigide.
- Système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le chemin de roulement comprend au moins deux portions de stockage (20,20’) de portions de mât (31), lesdites portions de stockage (20,20’) étant agencées sur la structure de support (2) de manière sensiblement parallèle l’une par rapport à l’autre.
- Système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la structure de support (2) comprend en outre un dispositif d’ancrage (22) au sol prévu pour compenser un contrepoids formé par notamment la structure de mât (3) et la cabine (5).
- Système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la structure de support (2) est montée sur pneumatiques de sorte à pouvoir être déplacée en dehors de la zone du puits.
- Système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un frein de sécurité fixé sur au moins une des portions de mât (31) et configuré pour agir sur la structure de support (2) pour assurer un freinage.
- Système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la cabine (5) est fixée sur la structure de mât (3) au niveau d’une portion de mât d’extrémité (31’), ladite cabine (5) étant déployée dans le puits de manière concomitante au déploiement des portions de mât (31) pour former la structure de mât (3).
- Système d’ascenseur selon la revendication 9, comprenant en outre un treuil (42), configuré pour actionner un mouvement relatif de la cabine (5) par l’intermédiaire d’un câble d’entrainement (41), le câble d’entrainement (41) étant fixé à la cabine (5) et/ou à la dernière portion de mât (31’’) de la structure de mât (3).
- Système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel une crémaillère est fixée sur la structure de support (2), et au moins une portion de mât (31) comprend un motoréducteur avec un pignon, configuré pour engrainer sur ladite crémaillère.
- Système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant en outre une armoire de commande et une armoire de puissance électrique fixés sur la dernière portion de mât (31’’).
- Système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel la cabine (5) est montée en translation sur la structure de mât (3) de manière à pouvoir être translatée selon la direction de creusement (X-X) le long de la structure de mât (3) déployée.
- Procédé d’utilisation d’un système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel la structure de mât (3) est déployée selon les étapes successives suivantes :
- positionnement (S1) de la structure de support (2) à proximité de l’entrée d’un puits,
- déploiement (S2) de la structure de mât (3), de sorte à positionner la cabine (5) au fond du puits. - Procédé d’utilisation d’un système d’ascenseur selon la revendication 14, comprenant une étape de remontée (S3) de la cabine (5) effectuée en remontant les portions de mât (31) de la structure de mât (3) sur la structure de support (2).
- Procédé d’utilisation d’un système d’ascenseur selon l'une quelconque des revendications 14 et 15, comprenant une étape (S4) de translation de la cabine (5) par rapport à la structure de mât (3) maintenue en position fixe.
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2019
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