EP0926300A1 - Dispositif pour la commande asservie de l'amplitude des vibrations d'un vibrateur à moment variable - Google Patents

Dispositif pour la commande asservie de l'amplitude des vibrations d'un vibrateur à moment variable Download PDF

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EP0926300A1
EP0926300A1 EP98403254A EP98403254A EP0926300A1 EP 0926300 A1 EP0926300 A1 EP 0926300A1 EP 98403254 A EP98403254 A EP 98403254A EP 98403254 A EP98403254 A EP 98403254A EP 0926300 A1 EP0926300 A1 EP 0926300A1
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EP
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accelerometric
vibrations
vibrator
detector
amplitude
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Christian Houze
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PTC SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/166—Where the phase-angle of masses mounted on counter-rotating shafts can be varied, e.g. variation of the vibration phase
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/18—Placing by vibrating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
    • Y10T74/18344—Unbalanced weights

Definitions

  • the present invention relates to a device for the controlled control of the frequency and / or amplitude of vibrations of a vibrator at variable time usable for sinking or sinking objects in the ground.
  • the vibrators used for driving involve at least two sets of eccentric weights each comprising at least two eccentric weights rotatably mounted around shafts joined by two respective gears which mesh with each other so as to rotate in direction reverse relative to each other, under the effect of a motorization which can understand one or more engines.
  • the variation of the vibratory moment generated by the two flyweight trains is obtained by means of a phase shifter capable of generating an angular phase shift variable between the rotational movements of the two flyweight trains.
  • the invention therefore more particularly aims to permanently master the amplitude of the vibrations so as to remain below a threshold of harmfulness of vibrations, this threshold being variable depending on the nature of the soil, that of the objects to be charged and, possibly, that of the installations to protect. It starts from the observation that according to the laws of physics, the harmfulness of the vibrator, with regard to vibration emissions, depends of the vibrational energy emitted, and consequently of the product of the amplitude by frequency.
  • a slave control device involving the minus an accelerometric detector placed so as to be directly or indirectly subject to the vibrations generated by the vibrator, means to deduce a value representative of the harmfulness of vibrations from accelerometric data delivered by the accelerometric detector, means for entering a set value, and processing means electronics associated with actuation means acting on the control of motor speed variation and therefore on the frequency of vibrations and / or phase shift of the phase shifter so as to maintain the value representative of the harmfulness of vibrations at a level less than or equal to the setpoint.
  • the operator can determine a setpoint which, once entered guarantees the establishment of a vibration whose amplitude is sufficient for the sinking but remains below the harmfulness threshold vis-à-vis neighboring sensitive installations.
  • these tests will make it possible to determine and memorize a noxiousness / amplitude of vibrations and / or frequency law vibrations, this law then being used by the control device slave to adjust the amplitude and / or frequency of the vibrations so as to keep the harmfulness of vibrations at a level less than or equal to the value of instructions.
  • the accelerometric detector is placed on the carcass vibrating of the vibrator.
  • this detector can be connected to the means electronic processing by a wired link.
  • the device according to the invention can involve an accelerometric power station equipped with electronic processing means, intended to be installed at the level of the structure to protect.
  • the transmission between the central accelerometric and electronic processing circuits can be ensured by any known remote transmission means such as wired link, radio, etc.
  • the vibrator comprises two trains 1, 2, of eccentric weights rotatably mounted by means of shafts A 1 , A 2 , A n , A ' 1 , A' 2 , A ' n , parallel to a transverse axis XX 'and the ends of which engage in bearings carried by two parallel flanges 3, 4 constituting the two lateral sides of a housing 5.
  • Each of the weights M, M ' is associated with a pinion P arranged and dimensioned so that the pinions P associated with the same train 1, 2 weights M, M 'mesh with each other, in successive pairs.
  • the rotational drive of the two trains 1, 2 of weights M, M ' is ensured by means of a variable speed motorization comprising two hydraulic motors H 1 , H 2 mounted on the flange 3 at one of the ends of the housing 5.
  • the pinion P 1 meshes with the pinion P secured to the flyweight M 'to perform the rotational drive of the train 2.
  • the pinion P 6 meshes with the pinion P secured to a flyweight M to perform the rotational drive of the train 1.
  • the pinion P 3 could for example mesh with any one of the pinions P associated with the flyweights M of the train 1, while the pinion P 4 could mesh with one any of the pinions P associated with the counterweights M 'of the train 2.
  • phase shifter 7 consists of a structure fixed 9, partly cylindrical integral with the flanges 3, 4.
  • the tubular shaft 8 includes a cylindrical inner surface successively having a smooth part 11 and a threaded part with helical teeth 12.
  • This cylindrical inner surface delimits, with a cylindrical surface of the shouldered shaft 6, an annular space 13 closed, on one side, by a bearing 14 ensuring the rotary and sealed mounting of one of the two shafts 6, 8 relative to the other and, on the other side, by a bottom 15 integral with the shaft 8 through which passes the shaft 6 with sealing.
  • the cylindrical surface of the shaft 6 successively comprises a smooth part 16 and a threaded portion 17 with helical teeth.
  • the space E 1 between the piston 20, the bottom 15 and the two shafts 6, 8, constitutes a first working chamber (main working chamber) into which a hydraulic fluid can be admitted thanks to an axial channel 25 produced in tree 6.
  • This axial channel 25 opens into a rotary joint 26 provided at the end of the shaft 6 and the fixed part of which is integral with the structure 9.
  • This fixed part comprises a connection sleeve 27 to which the conduit of a hydraulic phase shift control circuit.
  • the space E 2 between the piston 20, the bearing 14 and the two shafts 6, 8, constitutes a second working chamber into which hydraulic fluid can be admitted by virtue of an axial channel 28 produced in the shaft 6.
  • This channel opens into a rotating joint 29 provided at the end of the shaft 6 and of which the fixed part which is integral with the structure 9 constitutes a sleeve fitting 30.
  • this piston 20 When pressurized fluid is injected into the working chamber E 1 , this piston 20 is subjected to an axial force which tends to move it away from the bottom 15 and therefore to generate a double relative rotation between the two shafts 6, 8 and this, thanks to the combined action of the threads 17, 22 on the threads 12, 24.
  • the latter are designed so as to cause a relative double rotation of the shafts 6, 8 which can reach 180 ° (reshaping weights M).
  • the PC processor can be equipped with various peripherals usual such as a keyboard / CE screen console, an I printer, etc.
  • the accelerometric detector A can be placed on the housing of the vibrator, its sensitive axis being parallel to the axis of propagation of vibrator vibrations.
  • the AC conditioner performs a double integration of the sinusoidal signal emitted by the sensor accelerometer A, as well as an analog / digital conversion of this signal.
  • the signal transmitted to the processor PC is then a signal representative of the amplitude of the vibrations generated by the vibrator.
  • the setpoint that the operator will have to display on the display S will therefore be a value representative of an amplitude of these driving vibrations. This value can be determined after an exploratory phase so that that it corresponds to a sufficient amplitude to ensure sinking but below a harmfulness threshold for neighboring sensitive installations.
  • the PC processor controls the distributor D, usually a hydraulic slide, so as to adjust the rotation in one direction or the other of the phase shifter (which rotates at the speed of eccentric weights of the vibrator).
  • this solution makes it possible to alleviate the defects of rotary joints.
  • these seals do not are not waterproof and are therefore fitted with drains. They only allow therefore not to keep, without regular and frequent corrections, a value of given phase shift.
  • the accelerometric detector A can include one or more accelerometric sensors (for example a set of three sensors oriented along three orthogonal axes) placed on the structure which one wishes to protect against vibrations, so as to allow the measurement, in one or more directions, of the amplitude of the vibration at which is subject to this structure.
  • accelerometric sensors for example a set of three sensors oriented along three orthogonal axes
  • the accelerometric signal delivered by each of the detector accelerometers undergo a transformation in the AC conditioner and dual integration as well as analog / digital conversion.
  • the signal present at the output of the AC conditioner which is representative of the particle velocity of the soil is applied to a PC processor input.
  • This one may process accelerometric information to deduce a value indicative of the harmfulness of the particulate velocity detected. This value could for example correspond at any time to the signal greatest accelerometer among the signals delivered by all the sensors accelerometric.
  • this processor can determine, depending on the parameters received, a harmfulness law as a function of the speed of the motors and / or the amplitude of the vibrations.
  • This value indicative of the harmfulness of the particulate speed is compared by the processor PC to a value representative of a harmfulness threshold, determined and entered by the operator.
  • the processor can then act, according to the above law, on the hydraulic distributor D in order to increase or reduce the amplitude of the vibrations emitted by the vibrator and / or on the speed variation control CV of the motors H 1 and H 2 to reduce the indicative value of the harmfulness to a value at most equal to the threshold harm value.
  • connection between, on the one hand, this detector possibly associated with the conditioner and secondly, the processor may be effected by means of a transmission device distance such as cable or radio link.
  • the device according to the invention can comprise several accelerometric detectors respectively installed at several facilities or targets.
  • the processor will adjust the amplitude of the vibrator compared to the most restrictive of the targets to be protected.

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Abstract

Le dispositif selon l'invention s'applique à un vibrateur à moment variable comportant au moins deux trains d'excentriques entraínés en rotation par une motorisation à vitesse variable, la variation du moment vibratoire étant obtenue par un déphaseur (7) qui engendre un déphasage entre les mouvements de rotation des deux trains d'excentriques. Il comprend au moins un détecteur accélérométrique (A) soumis aux vibrations engendrées par le vibrateur, des moyens (CA) pour déduire des données accélérométriques détectées, une valeur représentative de la nocivité des vibrations, des moyens (S) pour saisir une valeur de consigne et un processeur (PC) qui agit sur la commande de déphasage du déphaseur (7) et/ou sur l'organe commandant la variation de vitesse de la motorisation de manière à maintenir la valeur représentative de la nocivité des vibrations à un niveau inférieur ou égal à la valeur de consigne.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour la commande asservie de la fréquence et/ou de l'amplitude des vibrations d'un vibrateur à moment variable utilisable à l'enfoncement ou fonçage d'objets dans le sol.
On sait que le principe même du fonçage par vibration consiste à mettre le sol en vibration par l'intermédiaire de l'objet à enfoncer. En particulier, dans les sols faiblement cohérents, il se produit une fluidisation du sol qui permet l'enfoncement du profilé sous son propre poids et celui du vibrateur qui le coiffe.
Habituellement, les vibrateurs servant au fonçage font intervenir au moins deux trains de masselottes excentriques comprenant chacun au moins deux masselottes excentriques montées rotatives autour d'arbres solidaires de deux pignons respectifs qui engrènent l'un avec l'autre de manière à tourner en sens inverse l'un par rapport à l'autre, sous l'effet d'une motorisation pouvant comprendre un ou plusieurs moteurs.
La variation du moment vibratoire engendré par les deux trains de masselottes est obtenue au moyen d'un déphaseur apte à engendrer un déphasage angulaire variable entre les mouvements de rotation des deux trains de masselottes.
Il s'avère qu'à partir du lieu de fonçage se propagent des vibrations dont l'intensité peut être nocive pour les constructions voisines, en particulier pour des maçonneries faiblement liaisonnées ou encore des locaux abritant des équipements sensibles aux vibrations tels que des appareils de mesure et/ou des ordinateurs.
L'invention a donc plus particulièrement pour but de maítriser en permanence l'amplitude des vibrations de manière à demeurer en dessous d'un seuil de nocivité des vibrations, ce seuil étant variable en fonction de la nature du sol, de celle des objets à foncer et, éventuellement, de celle des installations à protéger. Elle part de la constatation que selon les lois de la physique, la nocivité du vibrateur, en ce qui concerne les émissions de vibrations, dépend de l'énergie vibratoire émise, et par conséquent du produit de l'amplitude par la fréquence.
Elle propose donc un dispositif de commande asservie faisant intervenir au moins un détecteur accélérométrique placé de manière à être directement ou indirectement soumis aux vibrations engendrées par le vibrateur, des moyens pour déduire une valeur représentative de la nocivité des vibrations à partir de données accélérométriques délivrées par le détecteur accélérométrique, des moyens pour saisir une valeur de consigne, et des moyens de traitement électronique associés à des moyens d'actionnement agissant sur la commande de variation de vitesse de la motorisation et donc sur la fréquence des vibrations et/ou de déphasage du déphaseur de manière à maintenir la valeur représentative de la nocivité des vibrations à un niveau inférieur ou égal à la valeur de consigne.
Grâce à ces dispositions, à la suite de quelques essais préalables effectués sur le site, l'opérateur peut déterminer une valeur de consigne qui, une fois saisie garantit l'établissement d'une vibration dont l'amplitude est suffisante pour le fonçage mais demeure au-dessous du seuil de nocivité vis-à-vis des installations sensibles voisines. De même, ces essais permettront de déterminer et de mémoriser une loi nocivité/amplitude des vibrations et/ou fréquence des vibrations, cette loi étant ensuite utilisée par le dispositif de commande asservie pour régler l'amplitude et/ou la fréquence des vibrations de manière à maintenir la nocivité des vibrations à un niveau inférieur ou égal à la valeur de consigne.
Avantageusement, le détecteur accélérométrique est placé sur la carcasse vibrante du vibrateur. Dans ce cas, ce détecteur pourra être relié aux moyens de traitement électroniques par une liaison filaire.
Toutefois, l'invention ne se limite pas à cette solution. En effet, le dispositif selon l'invention peut faire intervenir une centrale accélérométrique équipée de moyens électroniques de traitement, destinée à être installée au niveau de la structure à protéger. Dans ce cas, la transmission entre la centrale accélérométrique et les circuits de traitement électroniques pourra être assurée par tout moyen de transmission à distance connu tel que liaison filaire, radio, etc..
Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
  • Les figures 1 et 2 sont deux coupes schématiques, respectivement axiales et transversales d'un vibrateur à moment variable ;
  • La figure 3 est une coupe axiale schématique illustrant le principe général d'un déphaseur ;
  • La figure 4 est un schéma de principe du circuit de commande asservi du déphaseur.
    • Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, le vibrateur comprend deux trains 1, 2, de masselottes excentriques montées rotatives au moyen d'arbres A1, A2, An, A'1, A'2, A'n, parallèles à un axe transversal XX' et dont les extrémités s'engagent dans des paliers portés par deux flasques parallèles 3, 4 constituant les deux côtés latéraux d'un boítier 5.
    A chacune des masselottes M, M' est associé un pignon P disposé et dimensionné de manière à ce que les pignons P associés à un même train 1, 2 de masselottes M, M' engrènent les uns avec les autres, par couples successifs.
    Sur la figure 1, on a représenté deux trains 1, 2 de masselottes M, M' comportant chacun un couple d'ensembles masselottes M, M'/pignon P représenté en traits pleins, l'ensemble représenté partiellement en traits interrompus indiquant le mode d'implantation d'un autre couple.
    L'entraínement en rotation des deux trains 1, 2 de masselottes M, M' est assuré au moyen d'une motorisation à vitesse variable comportant deux moteurs hydrauliques H1, H2 montés sur le flasque 3 à l'une des extrémités du boítier 5.
    Ces deux moteurs H1, H2 entraínent deux arbres de sortie respectifs parallèles passant dans des paliers solidaires des flasques 3, 4 et qui portent chacun deux pignons coaxiaux P1, P2 - P5, P6.
    Le pignon P1 engrène avec le pignon P solidaire de la masselotte M' pour effectuer l'entraínement en rotation du train 2.
    Le pignon P6 engrène avec le pignon P solidaire d'une masselotte M pour effectuer l'entraínement en rotation du train 1.
    Pour engendrer une variation d'amplitude du moment vibratoire, le vibrateur comprend en outre un déphaseur 7 à commande hydraulique comprenant :
    • un arbre menant portant un pignon P3 engrenant avec un pignon P5 solidaire de l'arbre de sortie du moteur H2, et
    • un arbre mené portant un pignon P4 engrenant avec un pignon P2 solidaire de l'arbre de sortie du moteur H1.
    Bien entendu, l'invention ne se limite pas à cette disposition: Le pignon P3 pourrait par exemple engrener avec l'un quelconque des pignons P associés aux masselottes M du train 1, tandis que le pignon P4 pourrait engrener avec l'un quelconque des pignons P associés aux masselottes M' du train 2.
    Tel que représenté sur la figure 3, le déphaseur 7 se compose d'une structure fixe 9, en partie cylindrique solidaire des flasques 3, 4.
    A l'intérieur de cette structure 9 sont montés rotatifs deux arbres coaxiaux, à savoir :
    • un arbre central épaulé (arbre menant 6) qui porte, au niveau de son extrémité adjacente au flasque 4, le pignon P3,
    • un arbre tubulaire (arbre mené 8), monté rotatif autour de l'arbre épaulé 6 et qui porte, axialement décalé par rapport au pignon P3, le pignon P4.
    Au niveau de la partie cylindrique 10 de la structure 9, l'arbre tubulaire 8 comprend une surface intérieure cylindrique présentant successivement une partie lisse 11 et une partie taraudée à dentures hélicoïdales 12.
    Cette surface intérieure cylindrique délimite, avec une surface cylindrique de l'arbre épaulé 6, un espace annulaire 13 refermé, d'un côté, par un palier 14 assurant le montage rotatif et étanche de l'un des deux arbres 6, 8 par rapport à l'autre et, de l'autre côté, par un fond 15 solidaire de l'arbre 8 au travers duquel passe l'arbre 6 avec étanchéité.
    La surface cylindrique de l'arbre 6 comprend successivement une partie lisse 16 et une partie filetée 17 à dentures hélicoïdales.
    A l'intérieur de l'espace annulaire 13 est disposé un piston annulaire 20 comprenant:
    • une surface extérieure cylindrique comportant une partie lisse 21 qui coulisse avec étanchéité sur la partie lisse 11 et une partie filetée 22 qui engrène sur la partie taraudée 12 ;
    • une surface intérieure cylindrique comprenant une partie lisse 23 qui coulisse avec étanchéité sur la partie lisse de l'arbre 6 et une partie taraudée 24 dont les dentures hélicoïdales sont en prise sur les dentures de la partie filetée 17.
    L'espace E1 compris entre le piston 20, le fond 15 et les deux arbres 6, 8, constitue une première chambre de travail (chambre de travail principale) dans laquelle un fluide hydraulique peut être admis grâce à un canal axial 25 réalisé dans l'arbre 6.
    Ce canal axial 25 débouche dans un joint tournant 26 prévu en bout de l'arbre 6 et dont la partie fixe est solidaire de la structure 9. Cette partie fixe comprend un manchon de raccord 27 sur lequel peut venir se connecter le conduit d'un circuit hydraulique de commande du déphaseur.
    De même, l'espace E2 compris entre le piston 20, le palier 14 et les deux arbres 6, 8, constitue une deuxième chambre de travail dans laquelle du fluide hydraulique peut être admis grâce à un canal axial 28 réalisé dans l'arbre 6.
    Ce canal débouche dans un joint tournant 29 prévu en bout de l'arbre 6 et dont la partie fixe qui est solidaire de la structure 9 constitue un manchon de raccord 30.
    Le fonctionnement de ce déphaseur est alors le suivant :
    En l'absence de pression à l'intérieur des chambres de travail E1 et E2, le couple d'entraínement en rotation du train 1 de masselottes M provoque un double phénomène de vissage entre le piston 20 et les arbres 6, 8. Ce vissage provoque alors un déplacement axial du piston 20 jusqu'à ce qu'il vienne en butée fin de course contre le fond 15.
    Dans cette position, les masselottes M des deux trains de masselottes 1, 2 tournent en opposition de phase et leur moment résultant est nul.
    Lorsque du fluide sous pression est injecté dans la chambre de travail E1, ce piston 20 est soumis à un effort axial qui tend à la déplacer à l'opposé du fond 15 et donc à engendrer une double rotation relative entre les deux arbres 6, 8 et ce, grâce à l'action conjuguée des filetages 17, 22 sur les taraudages 12, 24. Bien entendu, ces derniers sont conçus de manière à entraíner une double rotation relative des arbres 6, 8 pouvant atteindre 180° (remise en phase des masselottes M).
    Il est clair que cette rotation relative n'intervient que dans la mesure où l'incrément de couple moteur résultant de l'admission du fluide sous pression dans la chambre E1 devient supérieur au couple résistant que l'objet soumis aux vibrations oppose au vibrateur (résistance au fonçage).
    Conformément à l'invention, l'admission du fluide hydraulique à l'intérieur des chambres E1, E2 est assurée par un asservissement faisant intervenir :
    • un distributeur hydraulique D dont les deux sorties D1, D2 sont respectivement reliées, par l'intermédiaire de deux circuits hydrauliques respectifs C1, C2, aux entrées des deux joints tournants 27, 30 du déphaseur 7,
    • un détecteur accélérométrique A associé à un conditionneur CA destiné à effectuer un traitement et une numérisation des informations accélérométriques délivrées par le détecteur A,
    • un afficheur S apte à effectuer la saisie et l'affichage d'une valeur de consigne,
    • un processeur PC pouvant consister en un automate programmable qui détermine l'écart entre les informations délivrées par le conditionneur et la valeur de consigne saisie dans l'afficheur S, et qui commande le distributeur D et donc le déphasage assuré par le déphaseur 7, de manière à annuler ledit écart.
    Bien entendu, le processeur PC pourra être équipé de divers périphériques usuels tels qu'une console clavier/écran CE, une imprimante I, etc..
    Comme précédemment mentionné, le détecteur accélérométrique A pourra être placé sur le boítier du vibrateur, son axe sensible étant parallèle à l'axe de propagation des vibrations du vibrateur. Dans ce cas, le conditionneur CA effectue une double intégration du signal sinusoïdal émis par le capteur accélérométrique A, ainsi qu'une conversion analogique/numérique de ce signal. Le signal transmis au processeur PC est alors un signal représentatif de l'amplitude des vibrations engendrées par le vibrateur.
    La valeur de consigne que l'opérateur aura à afficher sur l'afficheur S sera donc une valeur représentative d'une amplitude de ces vibrations de fonçage. Cette valeur pourra être déterminée après une phase exploratoire de manière à ce qu'elle corresponde à une amplitude suffisante pour assurer le fonçage mais inférieure à un seuil de nocivité pour les installations sensibles voisines.
    En fonction de la valeur de consigne choisie, le processeur PC commande le distributeur D, en général un tiroir hydraulique, de manière à régler la rotation dans un sens ou dans l'autre du déphaseur (qui tourne à la vitesse des masselottes excentriques du vibrateur).
    Ce dispositif se démarque de la possibilité des commandes manuelles actuellement disponibles sur les vibrateurs à moment variable, généralement peu précises et qui, pour le même résultat, nécessiterait une manipulation constante par l'opérateur ainsi qu'une lecture passive de l'amplitude pour ajuster en permanence l'amplitude à la valeur souhaitée.
    En outre, cette solution permet de pallier aux défectuosités des joints tournants utilisés pour l'alimentation en fluide hydraulique du déphaseur 7 : ces joints ne sont pas étanches et sont, en conséquence, équipés de drains. Ils ne permettent donc pas de conserver, sans corrections régulières et fréquentes, une valeur de déphasage donnée.
    L'automatisation de la commande de déphasage permet de supprimer tous ces défauts. Elle permet en outre de compenser la variation d'amplitude associée à la variation des natures des sols traversés.
    Selon une autre variante de l'invention, le détecteur accélérométrique A pourra comprendre un ou plusieurs capteurs accélérométriques (par exemple un ensemble de trois capteurs axés selon trois axes orthogonaux) placés sur la structure que l'on désire protéger contre les vibrations, de manière à permettre la mesure, selon une ou plusieurs directions, de l'amplitude de la vibration à laquelle est soumise cette structure.
    D'une façon analogue, le signal accélérométrique délivré par chacun des accéléromètres du détecteur subit dans le conditionneur CA une transformation et une intégration double ainsi qu'une conversion analogique/numérique. Le signal présent à la sortie du conditionneur CA, qui est représentatif de la vitesse particulaire du sol est appliqué à une entrée du processeur PC. Celui-ci pourra effectuer un traitement des informations accélérométriques pour en déduire une valeur indicative de la nocivité de la vitesse particulaire détectée. Cette valeur pourra par exemple correspondre à chaque instant au signal accélérométrique le plus grand parmi les signaux délivrés par tous les capteurs accélérométriques. De même, ce processeur pourra déterminer, en fonction des paramétres reçus, une loi de nocivité en fonction de la vitesse des moteurs et/ou de l'amplitude des vibrations.
    Cette valeur indicative de la nocivité de la vitesse particulaire est comparée par le processeur PC à une valeur représentative d'un seuil de nocivité, déterminé et saisi par l'opérateur. Le processeur peut alors agir, en fonction de la susdite loi, sur le distributeur hydraulique D en vue d'augmenter ou de réduire l'amplitude des vibrations émises par le vibrateur et/ou sur la commande de variation de vitesse CV des moteurs H1 et H2 pour ramener la valeur indicative de la nocivité à une valeur au plus égale à la valeur de seuil de nocivité.
    Compte tenu de la distance, éventuellement importante entre le vibrateur et l'emplacement du détecteur accélérométrique A, la liaison entre, d'une part, ce détecteur éventuellement associé au conditionneur et d'autre part, le processeur, pourra s'effectuer au moyen d'un dispositif de transmission à distance tel qu'un câble ou une liaison radio.
    En fait, on affiche ici dans le processeur PC la valeur d'accélération ou la vitesse particulaire maximale admise pour la structure à protéger et on programme le processeur de manière à ce qu'il pilote le vibrateur, non plus par rapport à une valeur de consigne de même nature mais par rapport à l'impact de la vibration mesurée sur l'installation même qui constitue la cible, par rapport à la valeur maximale admise pour cette cible.
    Bien entendu, le dispositif selon l'invention peut comprendre plusieurs détecteurs accélérométriques respectivement installés au niveau de plusieurs installations ou cibles. Dans ce cas, le processeur réglera l'amplitude du vibrateur par rapport à la plus contraignante des cibles à protéger.

    Claims (9)

    1. Dispositif pour la commande asservie de l'amplitude des vibrations d'un vibrateur à moment variable utilisable à l'enfoncement d'objets dans le sol, ce vibrateur comportant au moins deux trains (1, 2) de masselottes excentriques (M, M') comprenant chacun au moins deux masselottes excentriques (M, M') montées rotatives autour d'arbres solidaires de deux pignons respectifs (P) qui engrènent l'un avec l'autre de manière à tourner en sens inverse l'un par rapport à l'autre sous l'effet d'une motorisation pouvant comprendre un ou plusieurs moteurs (H1, H2), la variation du moment vibratoire engendré par les deux trains (1, 2) de masselottes (M, M') étant obtenue au moyen d'un déphaseur (7) apte à engendrer un déphasage angulaire variable entre les mouvements de rotation des deux trains (1, 2) de masselottes (M, M'),
      caractérisé en ce qu'il fait intervenir au moins un détecteur accélérométrique (A) placé de manière à être soumis aux vibrations engendrées par le vibrateur, des moyens pour déduire une valeur représentative de la nocivité des vibrations à partir de données accélérométriques délivrées par le détecteur accélérométrique (A), des moyens (S) pour saisir une valeur de consigne, et des moyens de traitement électronique (P) associés à des moyens d'actionnement (D) agissant sur la commande de déphasage du déphaseur (7) et/ou sur la commande de variation de vitesse de la motorisation de manière à maintenir la valeur représentative de la nocivité des vibrations à un niveau inférieur ou égal à la valeur de consigne.
    2. Dispositif selon la revendication 1,
      caractérisé en ce que la valeur de consigne résulte d'essais préalables effectués sur le site.
    3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2,
      caractérisé en ce que les susdits moyens de traitement électroniques sont conçus de manière à déterminer lors d'essais préalables sur le site une loi nocivité/amplitude des vibrations - fréquence des vibrations, cette loi étant ensuite utilisée par le dispositif de commande asservie pour régler l'amplitude et/ou la fréquence des vibrations de manière à maintenir la nocivité des vibrations à un niveau inférieur ou égal à la valeur de consigne.
    4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2,
      caractérisé en ce que le détecteur accélérométrique (A) comprend un accéléromètre placé sur la carcasse vibrante du vibrateur.
    5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3,
      caractérisé en ce que le détecteur accélérométrique (A) est installé au niveau d'une structure à protéger.
    6. Dispositif selon la revendication 5,
      caractérisé en ce que la transmission entre le détecteur accélérométrique (A) et les moyens de traitement électroniques (P) est assurée par tout moyen de transmission à distance connu tel que liaison filaire ou liaison radio.
    7. Dispositif selon la revendication 6,
      caractérisé en ce que le détecteur accélérométrique (A) comprend trois capteurs accélérométriques axés selon trois axes orthogonaux.
    8. Dispositif selon la revendication 7,
      caractérisé en ce qu'à chaque instant, les moyens de traitement électroniques prennent en considération le signal accélérométrique le plus important, parmi les signaux délivrés par les capteurs accélérométriques.
    9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8,
      caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs détecteurs accélérométriques (A) respectivement installés au niveau de plusieurs installations ou cibles, les moyens de traitement électroniques réglant alors l'amplitude et/ou la fréquence du vibrateur par rapport à la plus contraignante des cibles à protéger.
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