FR3107537A1 - Machine d’excavation ayant un châssis muni d’ailes de guidage - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne une machine d’excavation (10) pour réaliser une tranchée dans un sol comportant : un châssis (12) s’étendant selon une direction longitudinale (A); un dispositif d’excavation (30) disposé sous la partie d’extrémité inférieure (14) du châssis (12) ; la machine d’excavation (10) comportant en outre au moins un premier dispositif de guidage (50) comprenant au moins un premier volet de guidage (52) en saillie depuis un premier côté latéral (24) du châssis vers l’extérieur du châssis, et dans laquelle, considéré dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale (A) du châssis (12), le premier volet de guidage (52) est incliné par rapport au premier côté latéral (24). Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

Machine d’excavation ayant un châssis muni d’ailes de guidage
L’invention concerne le domaine de l’excavation de tranchées dans le sol, et la réalisation d’écrans dans le sol, notamment des parois moulées ou préfabriquées. Elle concerne en particulier les techniques de réalisation de parois moulées arquées dans le sol.
Pour la réalisation de tranchées et d’écrans dans le sol, on utilise généralement une machine d’excavation, qui peut être une benne de forage munie de godets, ou bien une fraise munie de tambours de coupe rotatifs.
Une telle machine d’excavation comporte traditionnellement:
un châssis s’étendant selon une direction longitudinale entre une partie d’extrémité inférieure et une partie d’extrémité supérieure, le châssis ayant un premier côté principal, un second côté principal opposé au premier côté principal, un premier côté latéral et un second côté latéral opposé au premier côté latéral, les premier et second côtés principaux et les premier et second côtés latéraux s’étendant selon la direction longitudinale du châssis, les premier et second côtés latéraux étant transversaux aux premier et second côtés principaux;
un dispositif d’excavation disposé sous la partie d’extrémité inférieure du châssis.
Le dispositif d’excavation comporte donc le plus souvent une paire de godets, lorsque la machine d’excavation est une benne preneuse, ou une paire de tambours de coupe rotatifs, lorsque la machine d’excavation est une fraise.
La tranchée réalisée à l’aide d’une telle machine d’excavation présente généralement une section transversale, considérée dans un plan horizontal, de forme sensiblement rectangulaire. La tranchée présente des première et seconde faces principales, qui s’étendent verticalement en étant parallèles l’une à l’autre, ainsi que des première et seconde faces latérales qui s’étendent verticalement, les faces latérales étant plus petites que les première et seconde faces principales. Les première et seconde faces principales sont perpendiculaires aux première et seconde faces latérales.
Pour réaliser une paroi continue dans le sol, on connait une technique consistant à forer une première tranchée, puis une deuxième tranchée à distance de la première tranchée. La portion de sol située entre les première et deuxième tranchée, généralement dénommée merlon, est excavée lors d’une troisième opération de forage vertical.
Le plus souvent, le merlon présente une longueur – correspondant sensiblement à la distance séparant les première et deuxième tranchées - inférieure à la longueur de la section transversale du dispositif d’excavation, considérée dans ledit plan horizontal. Il s’ensuit que, lors de l’excavation verticale du merlon, la surface du merlon est inférieure à la surface d’attaque du dispositif d’excavation. Comme le dispositif d’excavation n’est pas en appui sur toute sa surface d’attaque, cela a parfois pour effet de faire dévier la machine d’excavation vers l’une ou l’autre des première et deuxième tranchées. Une telle déviation est particulièrement gênante dès lors qu’elle conduit à une déviation de trajectoire de forage et peut conduire à abimer les première et deuxième tranchées préalablement réalisées. Un tel endommagement a pour effet d’engendrer une surconsommation de béton nécessaire pour remplir les zones sur-excavées par le dispositif d’excavation ayant dévié. Pour pallier ce risque, il est nécessaire de corriger régulièrement l’orientation du châssis, ce qui est chronophage et nuit à la productivité.
Une telle déviation est encore plus problématique dans le cas de la réalisation d’écrans arqués où les première et deuxième tranchées ne sont pas parallèles l’une à l’autre.
Plus généralement, cette problématique se présente dès lors qu’il est nécessaire d’excaver une portion de sol dont la section horizontale est inférieure à la surface d’attaque du dispositif d’excavation.
Un but de la présente invention est de proposer une machine d’excavation permettant de limiter les déviations du dispositif d’excavation, notamment lors du forage du merlon situé entre deux tranchées préalablement excavées. La machine d’excavation selon l’invention permet donc en particulier d’améliorer la qualité de réalisation des parois moulées.
L’invention atteint son but par le fait que ladite machine d’excavation comporte en outre au moins un premier dispositif de guidage comprenant au moins une premier volet de guidage en saillie depuis le premier côté latéral du châssis vers l’extérieur du châssis, et considéré dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis, le premier volet de guidage est incliné par rapport au premier côté latéral.
Lors de l’excavation du merlon, le premier volet de guidage vient en appui contre l’une des faces de l’une tranchée préalablement excavée, afin d’éviter une déviation du dispositif d’excavation dans le plan horizontal. Une telle tranchée comporte traditionnellement deux grandes faces principales verticales et parallèles l’une à l’autre, et deux petites faces latérales verticales, parallèles l’une à l’autre et perpendiculaires aux grandes faces principales.
Le premier volet de guidage constitue donc une extension latérale du châssis qui vient en appui contre une des faces de la tranchée. Le premier volet de guidage glisse contre la paroi de la tranchée pendant la descente du châssis dans le sol. De préférence, mais non exclusivement, le premier volet de guidage s’étend substantiellement continûment depuis le châssis, de manière à former une surface de guidage continue entre châssis et le premier volet de guidage.
De préférence, l’angle d’inclinaison entre le premier volet de guidage et le premier côté latéral est compris entre 0° et 90°, de préférence mais non exclusivement entre 45° et 90°. Plus généralement, l’angle d’inclinaison peut être choisi de sorte que le premier volet de guidage soit parallèle au premier côté principal ou au second côté principal.
Aussi, selon un mode de réalisation de l’invention, le premier volet de guidage est parallèle au premier côté principal du châssis. Dans ce mode de réalisation, le premier volet de guidage vient en appui contre la première ou deuxième face verticale principale de la tranchée, ce qui empêche le châssis de pivoter dans un plan horizontal. L’invention permet donc d’empêcher une déviation du dispositif d’excavation, notamment par pivotement dans un plan horizontal.
On comprend donc que, en position d’usage, le premier volet de guidage est fixe par rapport au châssis.
De préférence, au moins l’un des premier et second côtés principaux du châssis comprend un organe de guidage agencé pour venir en appui contre une face principale de la tranchée, et le premier volet de guidage et l’organe de guidage sont coplanaires. On comprend que le premier volet de guidage et l’organe de guidage présentent des faces d’appui contre une paroi de la tranchée qui s’étendant dans un même plan. L’organe de guidage, connu par ailleurs, peut par exemple être constituée d’une ou plusieurs plaques ou montants qui sont configurés pour glisser le long de la face principale de la tranchée lors de la descente de la machine d’excavation dans le sol.
Avantageusement, le premier volet de guidage est monté au châssis de façon pivotante autour d’un premier axe parallèle à la direction longitudinale, le premier dispositif de guidage comprenant en outre un premier dispositif de blocage pour bloquer en rotation le premier volet de guidage par rapport au premier côté latéral.
Un intérêt est de pouvoir rabattre le premier volet de guidage contre le premier côté latéral. Ainsi, il est possible forer la tranchée sans avoir à retirer le premier dispositif de guidage du châssis. Un autre intérêt du montage pivotant est de pouvoir régler l’angle d’inclinaison du premier volet de guidage par rapport au premier côté latéral, grâce à quoi la même machine d’excavation peut être utilisée pour réaliser différents types et formes de parois, notamment arquées ou cylindriques. De façon avantageuse, une seule machine d’excavation peut donc être utilisée sur un chantier pour réaliser des parois ayant des configurations différentes.
De préférence, mais non nécessairement, la machine d’excavation selon l’invention comporte en outre un premier vérin pour faire pivoter le premier volet de guidage par rapport au premier côté latéral. Le vérin peut être contrôlé à distance par un opérateur. Il peut être du type hydraulique, électrique, ou bien encore à actionnement manuel. Le vérin peut également servir de premier dispositif de blocage.
Avantageusement le premier volet de guidage comporte une plaque, de préférence plane, qui est parallèle à la direction longitudinale du châssis. La plaque vient préférentiellement en appui contre l’une des faces principales de la tranchée.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le premier volet de guidage est disposé en partie d’extrémité inférieure du châssis. Le premier volet de guidage s’étend donc de préférence depuis une partie d’extrémité inférieure du premier côté latéral du châssis.
Selon une variante, le premier dispositif de guidage comporte en outre un patin disposé sur un bord latéral du premier volet de guidage, le patin étant prévu pour venir en appui contre une face latérale d’une tranchée. Le patin s’étend de préférence le long du bord latéral du premier volet de guidage. Il permet de réaliser un appui linéaire contre ledit bord latéral ou contre un joint longitudinal de type CWS lorsqu’il est présent.
Selon un autre mode de réalisation, le premier dispositif de guidage comprend en outre un deuxième volet de guidage relié au premier volet de guidage, de sorte que le premier volet de guidage est disposé entre le châssis et le deuxième volet de guidage.
On comprend que le deuxième volet de guidage constitue une extension latérale du premier volet de guidage.
De préférence, considéré selon un plan perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis, le deuxième volet de guidage est incliné par rapport au premier volet de guidage. Une telle conformation permet d’augmenter les zones d’appui possibles sur les parois des tranchées adjacentes.
Encore de préférence, le deuxième volet de guidage est monté au premier volet de guidage de façon pivotante autour d’un deuxième axe parallèle au premier axe, le deuxième dispositif de guidage comprenant en outre un deuxième dispositif de blocage pour bloquer en rotation le deuxième volet de guidage par rapport au premier volet de guidage.
Les premier et deuxième dispositifs de blocage peuvent être actionnés de manière indépendante, afin d’adapter le dispositif de guidage à la configuration des tranchées adjacentes.
Les premier et deuxième volets de guidage sont préférentiellement rétractables de façon à être masqués lorsque la machine d’excavation est utilisée pour forer la première ou deuxième tranchée. Les premier et deuxième volets de guidage sont donc déployés lors du forage de la portion de sol constituant le merlon.
De préférence, la machine d’excavation selon l’invention comprend un deuxième vérin pour faire pivoter le deuxième volet de guidage par rapport au premier volet de guidage. A l’instar du premier vérin, le deuxième vérin peut être contrôlé à distance ou bien être de type manuel.
Encore de préférence, et à l’instar du premier volet de guidage, le deuxième volet de guidage comporte une plaque, de préférence plane, qui est parallèle la direction longitudinale du châssis.
Le premier dispositif de guidage comporte en outre et de préférence un patin disposé sur un bord latéral du deuxième volet de guidage, le patin étant prévu pour venir en appui contre une face latérale d’une tranchée.
Selon un autre mode de réalisation, la machine d’excavation selon l’invention comprend en outre un deuxième dispositif de guidage comprenant au moins un troisième volet de guidage en saillie par rapport au second côté latéral du châssis vers l’extérieur du châssis et, considéré dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis, le troisième volet de guidage est incliné par rapport au second côté latéral du châssis.
On comprend que les premier et troisième volets de guidage sont disposés de part et d’autre du châssis.
Selon un exemple préférentiel de réalisation, le troisième volet de guidage est en saillie depuis la partie inférieure du châssis. Aussi, de préférence, les premier et troisième volets de guidage sont tous deux disposés en partie inférieure du châssis. De préférence, mais non nécessairement, le deuxième dispositif de guidage comporte un volet de guidage additionnel, similaire au deuxième volet de guidage, et relié au troisième volet de guidage
Selon un autre mode de réalisation, la machine d’excavation selon l’invention comprend en outre un troisième dispositif de guidage muni d’un quatrième volet de guidage en saillie par rapport au premier ou second côté latéral du châssis vers l’extérieur du châssis et, considéré dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis, le quatrième volet de guidage est incliné par rapport au premier ou au second côté latéral du châssis, le quatrième volet de guidage étant en saillie depuis la partie supérieure du châssis.
Selon un mode de réalisation, la machine d’excavation est de type benne et le dispositif d’excavation comporte une paire de godets mobiles.
Selon un autre mode de réalisation, la machine d’excavation est une fraise et le dispositif d’excavation comporte au moins un tambour de coupe qui est rotatif autour d’un axe de rotation perpendiculaire au premier côté principal du châssis.
L’invention concerne également un procédé de forage d’un sol, dans lequel:
on fore verticalement une première tranchée dans le sol, la première tranchée ayant une première face principale qui est verticale ainsi qu’une première face latérale qui est verticale et orthogonale à la première face principale; puis
on fore verticalement dans le sol une portion de sol à l’aide de la machine d’excavation selon l’invention, le premier volet de guidage venant en appui contre la première face principale de la première tranchée pendant le forage de la portion de sol.
L’invention concerne enfin un procédé de forage d’un sol, dans lequel:
on fore verticalement une première tranchée dans le sol, la première tranchée ayant une première face principale et une première face latérale qui est orthogonale à face principale; puis
on fore verticalement une portion de sol à l’aide de la machine d’excavation selon l’invention, le deuxième volet de guidage venant en appui contre la première face principale et/ou contre la première face latérale de la première tranchée pendant le forage de la portion de sol.
On comprend que le contact entre le deuxième volet de guidage et la première face principale et/ou contre la première face latérale de la première tranchée permet d’empêcher une déviation du châssis, notamment pendant le forage du merlon.
Avantageusement, après avoir foré la première tranchée et avant de forer la portion de sol, on fore verticalement une deuxième tranchée dans le sol, ladite deuxième tranchée étant séparée de la première tranchée par la portion de sol.
De préférence, lors du forage vertical de la portion de sol, on utilise une machine d’excavation munie des premier et deuxième dispositifs de guidage, de façon à maintenir l’orientation du châssis par rapport aux faces des première et deuxième tranchées.
De préférence, considérées dans un plan horizontal, les première et deuxième tranchées sont inclinées l’une par rapport à l’autre.
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 schématique en perspective d’une machine d’excavation selon un mode de réalisation de l’invention;
La figure 2 est une vue de dessus d’une machine d’excavation selon un premier mode de réalisation de l’invention;
La figure 3 est une vue de dessus de machine d’excavation de la figure 1, les volets de guidage étant inclinés par rapport à la face principale du châssis;
La figure 4 est une vue de dessus d’une machine d’excavation selon un deuxième mode de réalisation de l’inventionoù les dispositifs de guidage comportent plusieurs volets;
La figure 5A illustre, en vue de dessus, une tranchée excavée dans le sol et une portion de sol à excaver ;
La figure 5B illustre, en vue de dessus, le forage de la portion de sol de la figure 5A ;
La figure 6A illustre, en vue de dessus, des première et deuxième tranchées parallèles l’une à l’autre et séparées l’une de l’autre par un merlon ;
La figure 6B illustre le forage du merlon de la figure 6A à l’aide de la machine selon l’invention;
La figure 7A illustre, en vue de dessus, des première et deuxième tranchées inclinées l’une par rapport à l’autre et séparées l’une de l’autre par un merlon;
La figure 7B illustre le forage du merlon de la figure 7A à l’aide de la machine d’excavation selon l’invention;
La figure 8 est une vue schématique en perspective d’une machine d’excavation de type fraise selon un autre mode de réalisation de l’invention; et
La figure 9 est une vue schématique en perspective d’une machine d’excavation de type benne selon un exemple de réalisation de l’invention.
Nous allons à présent décrire plusieurs modes de réalisation d’une machine d’excavation10selon l’invention qui permet de réaliser des tranchées verticales dans un solS. De façon connue, une telle machine d’excavation est utilisée dans le cadre de la fabrication de parois moulées dans le sol, ces parois se présentant sous une forme rectiligne, arquée ou bien circulaire.
Cette machine d’excavation comporte un châssis12s’étendant selon une direction longitudinale A entre une partie d’extrémité inférieure14et une partie d’extrémité supérieure16. Dans le repère (X,Y,Z) représenté sur les figures,on comprend que la direction longitudinale A s’étend selon l’axeZ.
Considéré dans un plan horizontal XY, on constate en figure2que le châssis comporte une longueurL, qui s’étend selon l’axeX, et une largeurlqui s’étend selon l’axeY.
Le châssis12comporte un premier côté principal20qui s’étend dans le plan vertical XZ. Le châssis12comporte en outre un second côté principal22qui est opposé parallèle au côté principal20. On comprend que la distance entre les premier et second côtés principaux20,22correspond à la largeurl.
Le châssis12comporte en outre un premier côté latéral24qui s’étend dans le plan vertical YZ. Le châssis comporte un second plan latéral26qui est opposé parallèle au premier côté latéral24.
La distance entre les premier et second côtés latéraux24,26correspond à la longueurLdu châssis. Le châssis12présente également une hauteurHqui s’étend selon l’axeZ.
Comme on le comprend, les premier et second côtés principaux20,22et les premier et second côtés latéraux24,26s’étendent selon la direction longitudinaleAdu châssis12. Par ailleurs, les premier et second côtés latéraux24,26sont transversaux, en particulier perpendiculaires aux premier et second côtés principaux20,22.
La machine d’excavation10comporte, par ailleurs, un dispositif d’excavation30qui est disposé sous la partie d’extrémité inférieure14du châssis12. Dans ce premier mode de réalisation, le dispositif d’excavation30comporte deux tambours de coupe32,34, connus par ailleurs, qui sont rotatifs autour d’axe de rotationCetDparallèles l’un à l’autre et perpendiculaires au premier côté principal20du châssis12. Le dispositif d’excavation30comporte également des moteurs hydrauliques connus par ailleurs, qui, dans cet exemple, sont intégrés dans les tambours de coupe32,34.
La machine d’excavation10est suspendue à un câble de sustentation9qui est relié à la partie d’extrémité supérieure16du châssis12. Le châssis12comporte par ailleurs des organes de guidage42qui s’étendent quant à eux selon le second côté principal22. Le châssis12comporte par ailleurs des troisièmes organes de guidage44qui s’étendent selon le premier côté latéral24et des quatrièmes organes de guidage46qui s’étendent selon le second côté latéral26. Ces organes de guidage40,42,44,46sont connus par ailleurs et ne seront pas décrits plus en détail ici.
Les premier, deuxième, troisième et quatrième organes de guidage40,42,44,46servent à guider le déplacement vertical du châssis en prenant appui contre les faces de la tranchée.
Conformément à l’invention, la machine d’excavation10comporte en outre un premier dispositif de guidage50dont la fonction est de guider le déplacement vertical du châssis, en prenant appui contre une paroi d’une tranchée adjacente.
Le premier dispositif de guidage50comprend, dans cet exemple, un premier volet de guidage52qui est en saillie depuis le premier côté latéral24du châssis12vers l’extérieur du châssis.
On constate que, considéré dans un plan horizontal XY perpendiculaire à la direction longitudinaleAdu châssis12, le premier volet de guidage52est incliné par rapport au premier côté latéral24. L’angle d’inclinaison est référencéα1sur les figures.
Comme on le constate sur la figure1, l’angleα1est égal à environ 90°, de sorte que le premier volet de guidage52est parallèle au premier côté principal20du châssis12.
Le premier volet de guidage52et le premier organe de guidage40sont coplanaires. Plus précisément, le premier volet de guidage52et le premier organe de guidage40présente des faces d’appui qui s’étendent dans un même plan.
Dans l’exemple de la figure3, l’angle d’inclinaisonα1entre le premier volet de guidage52et le premier côté latéral24est de l’ordre de 45°.
Dans l’exemple de la figure4, le premier volet de guidage52est monté au châssis12de façon pivotante autour d’un premier axeU1qui est parallèle à la direction longitudinaleA, autrement dit l’axeU1s’étend selon l’axeZdu repère. Dans cette variante, l’angle d’inclinaisonα1entre le premier volet de guidage52et le premier côté latéral24qui est donc réglable par pivotement du premier axeU1. A cet effet, le premier dispositif de guidage50comprend en outre un premier dispositif de blocage54pour bloquer en rotation le premier volet de guidage52par rapport au premier côté latéral24. Dans cet exemple, le premier dispositif de blocage54est constitué par un premier vérin55, lequel a en outre pour fonction de faire pivoter le premier volet de guidage52par rapport au premier côté latéral24. Ce premier vérin55peut être manuel ou actionné par des moyens électriques ou hydrauliques. L’amplitude de pivotement du premier volet de guidage52par rapport au premier côté latéral24est comprise entre 0°, position dans laquelle le premier volet de guidage52est rabattu contre le côté latéral54, et environ 90°, position dans laquelle le premier volet de guidage52est parallèle au premier organe de guidage40). De préférence, cette amplitude est entre 45° et 90°.
Dans l’exemple de réalisation des figures1à4, le premier volet de guidage52comporte une plaque53, qui est plane et qui est parallèle à la direction longitudinale du châssis, autrement dit cette plaque53se trouve dans un plan vertical qui est soit parallèle au plan du premier côté principal ou incliné par rapport à ce dernier. En se référant à la figure1, on constate en outre que le premier volet de guidage52est disposé en partie d’extrémité inférieure14du châssis12.
En se référant à nouveau à l’exemple de la figure3, on constate que le premier dispositif de guidage50comporte en outre un patin51disposé sur un bord latéral52a du premier volet de guidage52. Le patin55est prévu pour venir en appui sur une face latérale d’une tranchée. Dans les exemples de réalisations illustrées en figures1et4, le premier dispositif de guidage50comprend en outre un deuxième volet de guidage56qui est relié au premier volet de guidage52de sorte que le premier volet de guidage52est disposé entre le châssis12et le deuxième volet de guidage56. Dans ces deux exemples, le deuxième volet de guidage56est juxtaposé au premier volet de guidage52. Selon une variante, non illustrée ici, les premier et deuxième volets52,26peuvent être parallèles.
Dans les exemples des figures1et4, considérées selon un plan XY perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis12, le deuxième volet de guidage56est incliné d’un angleβ1par rapport au premier volet de guidage52. Cet angleβ1est donc compris entre 0° et 180°. On comprend que lorsque l’angleβ1est égal à 180°, les premier et deuxième volets de guidage52,56sont parallèles l’un à l’autre.
Dans l’exemple de réalisation de la figure4, le deuxième volet de guidage56est monté au premier volet de guidage52de façon pivotante autour d’un deuxième axeU2qui est parallèle au premier axeU1. Le deuxième dispositif de guidage comprend un deuxième dispositif de blocage58pour bloquer en rotation le deuxième volet de guidage56par rapport au premier volet de guidage52.
Dans cet exemple, le deuxième volet de blocage58inclut un deuxième vérin59, similaire au premier vérin55, ce deuxième vérin59ayant également pour fonction de déplacer par pivotement le deuxième volet de guidage56par rapport au deuxième volet de guidage52. Le deuxième vérin59permet donc d’orienter et de bloquer le deuxième volet de guidage56par rapport au deuxième volet de guidage52.
Le deuxième volet de guidage56comporte une plaque57, qui est plane, parallèle à la direction longitudinale du châssis. La plaque57se trouve également dans un plan vertical.
Le premier dispositif de guidage50comporte en outre un patin61, similaire au patin51précédemment décrit, qui est disposé sur un bord latéral56a du deuxième volet de guidage56, le patin étant prévu pour venir en appui contre une face latérale d’une tranchée comme cela sera expliqué ci-dessous. Dans cet exemple, le patin s’étend verticalement et est emmanché au bord latéral56a.
Dans les modes de réalisations des figures1à4, la machine d’excavation comprend en outre un deuxième dispositif de guidage60qui comprend un troisième volet de guidage62en saillie par rapport au second latéral26du châssis12. Le troisième volet de guidage est en saillie vers l’extérieur du châssis depuis la partie inférieure du châssis. Sans sortir du cadre de la présente invention, le troisième volet de guidage62pourrait alternativement être en saillie depuis la partie supérieure16du châssis.
Comme on le constate sur les figures1à4, la structure du deuxième dispositif de guidage60est similaire à celle du premier dispositif de guidage50. Sans sortir du cadre de la présente invention, le deuxième dispositif de guidage60pourrait présenter une forme ou un nombre de volets de guidage différents du premier dispositif de guidage50.
A l’instar du premier dispositif de guidage50, le deuxième dispositif de guidage60est conformé de telle sorte que, considéré dans un plan XY perpendiculaire à la direction longitudinaleAdu châssis12, le troisième volet de guidage62est incliné d’un angleα 2par rapport au second latéral26du châssis12.
Dans l’exemple de la figure2, l’angleα 2est sensiblement égal à 90° de sorte que le troisième volet de guidage62est parallèle au côté principal du châssis12, tout en étant parallèle au premier volet de guidage52. Plus exactement, dans l’exemple de la figure2, les premier et deuxième volets de guidage52,62présentent des faces d’appui52b et62b qui sont coplanaires.
Dans l’exemple de la figure3, l’angle d’inclinaisonα 2du troisième volet de guidage62par rapport au deuxième côté latéral26est de l’ordre de 45°, est similaire à l’angleα 1. Là-encore, le troisième volet de guidage62est pivotant par rapport au châssis autour d’un axe de rotationU3parallèle à l’axe de rotationU1,de sorte que l’angle d’inclinaisonα 2est ajustable. Dans cet exemple est prévu un vérin63, similaire au premier vérin54afin de régler d’inclinaisonα 2, et immobiliser le troisième volet de guidage62par rapport châssis12.
Dans le mode de réalisation de la figure4, le deuxième dispositif de guidage comporte en outre, un volet de guidage additionnel64qui montant et pivotant par rapport au troisième volet de guidage62autour d’un axe de rotationU4qui parallèle à l’axe de rotationU3. L’angle d’inclinaisonβ2entre le volet de guidage additionnel64et le troisième volet de guidage62est réglable grâce à un vérin65similaire au deuxième vérin59du premier dispositif de guidage50.
Dans cet exemple, le volet de guidage additionnel64, qui s’étend dans un plan vertical, est également muni d’un patin61.
La figure8illustre un autre mode de réalisation de la machine d’excavation selon l’invention. Dans ce mode de réalisation, la machine d’excavation10comporte en outre un troisième dispositif de guidage70qui est muni d’un quatrième volet de guidage72qui est en saillie par rapport au premier côté latéral24du châssis12vers l’extérieur du châssis. Comme on le comprend à l’aide de la figure10, dans cet exemple, les premier et quatrième volets de guidage52,72s’étendent essentiellement dans un même plan vertical.
Par ailleurs, considéré dans un plan XY perpendiculaire à la direction longitudinaleAdu châssis, le quatrième volet de guidage72est incliné par rapport au premier côté latéral du châssis, le quatrième volet de guidage est en saillie depuis la partie supérieure16du châssis. Dans cet exemple, le troisième dispositif de guidage70est similaire au premier dispositif de guidage50, à ceci près qu’il est disposé en partie supérieure du châssis. Dans l’exemple de la figure8, la machine d’excavation10comporter en outre un quatrième dispositif de guidage80, en saillie depuis la partie supérieure16du châssis, qui comporte un cinquième volet de guidage82qui est également en saillie par rapport au second côté latéral26du châssis vers l’extérieur du châssis. Là-encore, considéré dans un plan XY perpendiculaire à la direction longitudinaleAdu châssis, le cinquième volet de guidage82est incliné par rapport au second côté latéral26du châssis12, le cinquième volet de guidage82étant en saillie depuis la partie supérieure du châssis.
On constate par ailleurs sur la figure8que les premier, quatrième et cinquième volets de guidage72,82s’étendent sensiblement dans le même plan vertical.
La figure9illustre une machine d’excavation10selon une variante de celle de la figure1. Dans la figure9, la machine d’excavation est une benne. Son dispositif d’excavation30comporte une paire de godets mobiles31,33, connus par ailleurs.
A l’aide des figures5à7, on va maintenant décrire plusieurs modes de mise en œuvre d’un procédé de forage dans un sol selon l’invention.
Selon les figures5A,5B, on a illustré un premier mode de mise en œuvre de forage dans un solS. Sur ces deux figures on a illustré un solSen vue de dessus. Selon le procédé, on fore verticalement dans le solSune première tranchée100ayant une face principale102qui est verticale ainsi qu’une deuxième face principale104parallèle à la première face principale102. La première tranchée100comporte en outre une seconde face latérale108qui est parallèle à la première face latérale106; les première et seconde faces latérales106,108étant perpendiculaires aux première et seconde faces principales102,104.
Puis, dans une seconde étape, on fore verticalement dans le sol une portion de solPà l’aide de la machine d’excavation de la figure4en ayant préalablement rabattu ou enlever le deuxième dispositif de guidage60. Considérée selon l’axeX, la longueurqde la portion de solPest très inférieure à la longueurLTde la tranchée100.
La machine d’excavation, dont le dispositif d’excavation est disposé en porte-à-faux sur la portion de solP, est guidée lors de son déplacement vertical par le premier volet de guidage52qui vient en appui contre la première face principale102de la première tranchée100. Par ailleurs le deuxième volet de guidage56vient en appui par son bord latéral56a muni du patin61contre le premier côté latéral106. Le dispositif de guidage50, par l’intermédiaire des première et deuxième volets de guidage52,56permet d’éviter que la machine d’excavation10ne dévie selon la directionXpendant le forage de la portionP. En effet, dans la mesure où la surface, considérée dans un plan horizontal XY de portion de solPest inférieure à la surface de coupe du dispositif d’excavation30, la machine d’excavation10risquerait en l’absence du premier dispositif de guidage50, de dévier selon la directionX. Autrement dit, le premier dispositif de guidage50permet de maintenir la machine d’excavation correctement orientée dans le sol afin de maintenir la direction de forage désirée.
A l’aide des figures6A et6B, on va décrire une variante du mode de mise en œuvre des figures5A et5B précédemment décrites.
Selon le procédé de forage décrit en figures6A et6B, on fore verticalement une première tranchée200dans le solS, la première tranchée ayant une première face principale202, une seconde face principale204parallèle à la première face principale, une première face latérale206qui est orthogonale à la première face principale202et une seconde face latérale208qui est parallèle à la première face latérale206.
Après avoir foré la première tranchée200, et avant de forer la portion de solP, on fore verticalement une deuxième tranchée300dans le sol, ladite deuxième tranchée300étant séparée de la première tranchée par la portion de solP. Comme on le constate sur la figure6A, la première tranchée200et la deuxième tranchée300présentent des premières faces principales202,302, qui sont parallèles l’une de l’autre, de préférence coplanaires. La portion de solPest généralement appelée merlon.
On constate par ailleurs, considéré selon l’axeX, la longueurede la portion de solPest inférieure à la longueurL Tdes première et deuxième tranchées200,300.
La deuxième tranchée300comporte également des première et seconde faces principales302,304et des première et seconde faces latérales306,308.
Sur la figure6B, on a illustré l’excavation de la portionPà l’aide de la machine d’excavation10selon la figure4.
La machine d’excavation10est descendue verticalement au droit de la portion de solPà excaver. Comme on le constate sur la figure6B, la longueurLdu châssis12de la machine d’excavation10est sensiblement plus grande que la longueurede la portion de solP.
Pendant le forage de la portion de solP, les premier et deuxième dispositifs de guidage50,60sont déployés de sorte que le premier volet de guidage52vient en appui contre la première face principale202, le patin61du deuxième volet de guidage56vient en appui contre la première face latérale206, le troisième volet de guidage62(du deuxième dispositif de guidage60) vient en appui contre la première face principale302de la deuxième tranchée300tandis que le patin61du volet de guidage additionnel64du deuxième dispositif de guidage60vient en appui contre la deuxième face latérale308de la deuxième tranchée300.
Cette conformation permet d’empêcher un déplacement intempestif de la machine d’excavation selon la directionX, grâce aux patins59qui prennent appui contre les faces latérales206,308des première et deuxième tranchées, et empêche également une rotation du châssis autour de l’axeZgrâce à l’appui des premier et troisième volets de guidage52,62contre les premières faces principales de première et deuxième tranchées.
Selon une variante non illustrée, le deuxième volet de guidage56peut également venir en appui contre la première face principale202de la première tranchée200, de même le volet de guidage additionnel64pourrait venir en appui contre la première face principale302de la deuxième tranchée300.
Le mode de mise en œuvre des figures7A et7B se distingue de celui des figures6A et6B par le fait que les première et deuxième tranchées sont, considérées dans le plan horizontal XY, inclinées l’une par rapport à l’autre. Cela signifie notamment que les premières faces latérales202,302des première et deuxième tranchées200,300ne sont pas parallèles. La portion de solPsituée entre les première et deuxième tranchées200,300présente une forme trapézoïdale. L’intérêt d’une telle disposition et de former un élément de paroi arqué.
Les premier et deuxième dispositifs de guidage50,60sont déployés de la même façon que dans le mode de réalisation illustré en figure6B, de sorte que les premier et troisième volets de guidage52,62viennent en appui contre les premières faces principales202,302des première et deuxième tranchées200,300, tandis que les patins59des premier et deuxième dispositifs de guidage viennent en appui respectivement contre la première face latérale206de la première tranchée et la seconde face latérale308de la seconde tranchée.
Dans cette conformation, les angles d’inclinaisonα 1etα 2des premier et troisième volets de guidage52,62par rapport aux premier et second cotés24,26du châssis12sont inférieurs à 90°. Comme expliqué ci-dessus, les angles d’inclinaisonα 1etα 2sont ajustés en actionnant les vérins54et63.

Claims (23)

  1. Machine d’excavation (10) pour réaliser une tranchée dans un sol comportant:
    un châssis (12) s’étendant selon une direction longitudinale (A) entre une partie d’extrémité inférieure (14) et une partie d’extrémité supérieure (16), le châssis (12) ayant un premier côté principal (20), un second côté principal opposé au premier côté principal, un premier côté latéral (24) et un second côté latéral (26) opposé au premier côté latéral, les premier et second côtés principaux (20,22) et les premier et second côtés latéraux (24,26) s’étendant selon la direction longitudinale (A) du châssis (12), les premier et second côtés latéraux (24,26) étant transversaux aux premier et second côtés principaux (20,22);
    un dispositif d’excavation (30) disposé sous la partie d’extrémité inférieure (14) du châssis (12);
    dans laquelle ladite machine d’excavation (10) comporte en outre au moins un premier dispositif de guidage (50) comprenant au moins un premier volet de guidage (52) en saillie depuis le premier côté latéral (24) du châssis vers l’extérieur du châssis, et dans laquelle, considéré dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale (A) du châssis (12), le premier volet de guidage (52) est incliné par rapport au premier côté latéral (24).
  2. Machine d’excavation selon la revendication 1, dans laquelle le premier volet de guidage (52) est parallèle au premier côté principal (20) du châssis (12).
  3. Machine d’excavation selon la revendication 2, dans laquelle au moins l’un des premier et second côtés principaux du châssis comprend un organe de guidage (40,42,44,46) agencé pour venir en appui contre une face principale de la tranchée, et dans laquelle le premier volet de guidage (52) et l’organe de guidage sont coplanaires.
  4. Machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier volet de guidage (52) est monté au châssis (12) de façon pivotante autour d’un premier axe (U1) parallèle à la direction longitudinale (A), le premier dispositif de guidage (50) comprenant en outre un premier dispositif de blocage (54) pour bloquer en rotation le premier volet de guidage (52) par rapport au premier côté latéral (24).
  5. Machine d’excavation selon la revendication 4, comprenant un premier vérin (55) pour faire pivoter le premier volet de guidage (52) par rapport au premier côté latéral (24).
  6. Machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier volet de guidage (52) comporte une plaque (53), de préférence plane, qui est parallèle à la direction longitudinale du châssis.
  7. Machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier volet de guidage (52) est disposé en partie d’extrémité inférieure (14) du châssis (12).
  8. Machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier dispositif de guidage (50) comporte en outre un patin (51,61) disposé sur un bord latéral (52a) du premier volet de guidage (52), le patin (55) étant prévu pour venir en appui contre une face latérale d’une tranchée.
  9. Machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier dispositif de guidage (50) comprend en outre un deuxième volet de guidage (56) relié au premier volet de guidage (52) de sorte que le premier volet de guidage (52) est disposé entre le châssis (12) et le deuxième volet de guidage (56).
  10. Machine d’excavation selon la revendication 9, dans laquelle, considéré selon un plan perpendiculaire à la direction longitudinale (A) du châssis (12), le deuxième volet de guidage (56) est incliné par rapport au premier volet de guidage (52).
  11. Machine selon la revendication 9 ou 10, dans laquelle le deuxième volet de guidage (56) est monté au premier volet de guidage (52) de façon pivotante autour d’un deuxième axe (U2) parallèle au premier axe (U1), le deuxième dispositif de guidage comprenant en outre un deuxième dispositif de blocage (58) pour bloquer en rotation le deuxième volet de guidage (56) par rapport au premier volet de guidage (52).
  12. Machine d’excavation selon la revendication 11, comprenant un deuxième vérin (59) pour faire pivoter le deuxième volet de guidage (56) par rapport au premier volet de guidage (52).
  13. Machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, dans laquelle le deuxième volet de guidage (56) comporte une plaque (57), de préférence plane, qui est parallèle la direction longitudinale du châssis.
  14. Machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications 9 à 13, dans laquelle le premier dispositif de guidage (50) comporte en outre un patin (59) disposé sur un bord latéral (56a) du deuxième volet de guidage (56), le patin étant prévu pour venir en appui contre une face latérale d’une tranchée.
  15. Machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un deuxième dispositif de guidage (60) comprenant au moins un troisième volet de guidage (62) en saillie par rapport au second côté latéral (26) du châssis (12) vers l’extérieur du châssis, et dans laquelle, considéré dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale (A) du châssis (12), le troisième volet de guidage (62) est incliné par rapport au second côté latéral (26) du châssis (12).
  16. Machine d’excavation selon la revendication 15, dans laquelle le troisième volet de guidage (62) est en saillie depuis la partie inférieure (14) du châssis.
  17. Machine d’excavation selon la revendication 15 ou 16, comprenant en outre un troisième dispositif de guidage (70) muni d’un quatrième volet de guidage (72) en saillie par rapport au premier ou second côté latéral (24,26) du châssis (12) vers l’extérieur du châssis, et dans laquelle, considéré dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale (A) du châssis, le quatrième volet de guidage (72) est incliné par rapport au premier ou au second côté latéral du châssis, le quatrième volet de guidage étant en saillie depuis la partie supérieure du châssis.
  18. Machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif d’excavation (30) comporte une paire de godets mobiles (31,33).
  19. Machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, dans laquelle le dispositif d’excavation (30) comporte au moins un tambour de coupe (32,34) qui est rotatif autour d’un axe de rotation perpendiculaire au premier côté principal (20) du châssis (12).
  20. Procédé de forage dans un sol (S), dans lequel:
    on fore verticalement une première tranchée (100) dans le sol (S), la première tranchée ayant une première face principale qui est verticale ainsi qu’une première face latérale (104) qui est verticale et orthogonale à la première face principale (102); puis
    on fore verticalement dans le sol une portion de sol (P) à l’aide de la machine d’excavation selon l’une quelconque des revendications précédentes, le premier volet de guidage (52) venant en appui contre la première face principale (102) de la première tranchée pendant le forage de la portion de sol.
  21. Procédé de forage dans un sol, dans lequel:
    on fore verticalement une première tranchée (200) dans le sol (S), la première tranchée ayant une première face principale (202) et une première face latérale (206) qui est orthogonale à la première face principale; puis
    on fore verticalement une portion de sol (P) à l’aide de la machine d’excavation selon la revendication 9 et l’une quelconque des revendications 10 à 19, le deuxième volet de guidage (56) venant en appui contre la face principale et/ou contre la première face latérale (106) de la première tranchée pendant le forage de la portion de sol.
  22. Procédé de forage selon la revendication 20 ou 21, dans lequel après avoir foré la première tranchée (200) et avant de forer la portion de sol (P), on fore verticalement une deuxième tranchée (300) dans le sol, ladite deuxième tranchée (300) étant séparée de la première tranchée par la portion de sol (P).
  23. Procédé de forage selon la revendication 22, dans lequel, considérées dans un plan horizontal, les première et deuxième tranchées (200,300) sont inclinées l’une par rapport à l’autre.
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