Par Nick Bruhn
Imprimé avec la permission de Magazine professionnel de la prévention des dommages, Numéro d'été 2018
L'excavation par aspiration combine deux méthodes non mécaniques pour excaver le sol, allant des petits systèmes montés sur remorque aux gros équipements montés sur camion. La première méthode est l'eau ou l'air sous pression, utilisée pour ameublir le sol. Une fois le sol ameubli, un puissant système d'aspiration utilise le flux d'air et le vide pour aspirer et récupérer les matériaux. Ceux-ci sont ensuite stockés dans une benne à débris ou une trémie pour être transportés hors site ou réutilisés.
Les camions d'excavation hydraulique sont équipés d'un puissant système d'aspiration, d'une pompe à eau et d'un réservoir d'eau intégrés. Ils permettent ainsi de réaliser tout type de travaux pouvant être pulvérisés, lavés ou aspirés. Pour excaver à l'air comprimé plutôt qu'à l'eau, le système d'eau est soit remplacé par un compresseur d'air, soit remplacé par un compresseur d'air. Tout comme la pompe à eau, le compresseur d'air peut avoir diverses applications, notamment l'alimentation d'outils pneumatiques.
Avant de choisir entre l'excavation pneumatique et l'excavation hydraulique, il est utile de connaître la taille d'une application type afin de sélectionner la taille de débris adéquate pour une exécution optimale. La connaissance des conditions du sol est essentielle pour choisir le bon équipement. D'autres facteurs incluent la distance à parcourir jusqu'au site d'élimination, les restrictions de poids locales et nationales, la distance d'excavation par rapport à l'unité, les exigences du chantier et la disponibilité de l'eau.
De nombreux entrepreneurs et services publics exigent que tous les réseaux soient exposés afin de permettre une vérification visuelle du passage de la tête de forage dirigée. Cette méthode améliore considérablement la sécurité sur le chantier et prévient les dommages causés par les forages transversaux.
Selon le rapport DIRT 2016 de la Common Ground Alliance (CGA) sur les dommages souterrains, 317 868 incidents de dommages aux installations souterraines ont été signalés en Amérique du Nord. Cela représente un incident toutes les deux minutes. Et il ne s'agit que d'incidents connus. Le nombre réel d'incidents est probablement bien plus élevé. Le rapport DIRT de la CGA suit également les méthodes d'excavation employées lors de ces dommages :
Excavation mécanique
Selon le rapport DIRT 2016, 40% de dommages souterrains ont été causés par des pelles rétrocaveuses et des trancheuses, qui sont utilisées plus fréquemment pour l'excavation.
Outils à main
Le rapport indique également que 26% de dommages souterrains ont été causés par des outils manuels, ce qui en fait la deuxième cause de dommages souterrains connus. Ce constat est inquiétant si l'on considère que les outils manuels à l'origine de ces dommages sont autorisés dans la zone de tolérance établie.
De nombreux États et provinces ont établi des pratiques exemplaires en matière d'excavation, établissant une zone de tolérance autour des services publics. Cette zone est une distance définie de chaque côté du service public souterrain, où seuls des outils manuels ou une excavation par aspiration peuvent être utilisés. La taille ou la largeur de cette zone peut varier selon la province et l'État. Cependant, lorsqu'il est question d'outils manuels, on considère généralement que les travaux d'excavation sont effectués lentement et délicatement, comme le ferait un archéologue sur un chantier de fouilles. Or, creuser à la main avec une pelle peut être très dommageable pour les services publics enterrés.
Excavation sous vide
À l'inverse, selon le rapport DIRT de la CGA, l'excavation par aspiration a causé moins de 0,2% de dommages souterrains. L'utilisation de l'excavation par aspiration au lieu d'outils manuels pourrait réduire de plus de 127 000 incidents connus de dommages souterrains chaque année.
Bien que l'excavation par aspiration ait été à l'origine de 252 incidents de dommages souterrains signalés en 2016, nombre de ces incidents auraient pu être évités. Il est probable que ces incidents soient dus à une mauvaise utilisation de l'équipement d'excavation par aspiration.
Différences entre l'excavation à l'air et à l'eau
L'excavation par aspiration est recommandée dans les applications où le sol est meuble, l'eau difficilement accessible, les petits travaux d'excavation ou lorsqu'un remblayage immédiat est nécessaire. Pour les travaux à proximité de lignes électriques enterrées ou de réseaux fragiles, l'excavation par aspiration est souvent privilégiée en raison des pressions de fonctionnement plus faibles.
Les unités d'excavation hydrauliques (à eau) sont efficaces en sol gelé ou pour travailler avec des matériaux plus durs. Des chauffe-eau embarqués peuvent être utilisés pour réchauffer l'eau et faciliter son excavation. L'eau agit également comme lubrifiant et contribue à prolonger la durée de vie de l'équipement d'excavation en réduisant l'usure du tuyau d'aspiration et des autres composants du flux d'air. L'excavation hydraulique ne produit pas l'effet de sablage de l'excavation pneumatique.
Machines combinées air/hydraulique
Disposer d'une excavatrice aspiratrice avec des capacités d'excavation hydraulique et pneumatique accroît sa polyvalence et permet à l'entrepreneur de réaliser toutes les excavations aspiratrices nécessaires. Certains services publics et départements des Transports des États commencent à exiger l'excavation aspiratrice uniquement à l'air comprimé pour de nombreuses raisons. L'air permet également de remblayer les matériaux pour les applications d'ingénierie des réseaux souterrains (SUE), tandis que l'eau permet de percer des surfaces plus dures ou gelées.
La vitesse d'excavation hydraulique est trop importante pour être négligée au profit du creusement de puits en général, c'est pourquoi les entrepreneurs de services publics recherchent souvent une machine dotée de ces deux capacités.
Applications d'excavation hydraulique
Il existe un large éventail d'applications pour les services publics, les entreprises de construction et les municipalités, notamment l'installation de poteaux d'éclairage, la réparation de ruptures de conduites d'eau, de longues tranchées pour enterrer des câbles, la réparation de fibres optiques, la protection cathodique des conduites de gaz et d'eau, les tests de pression, le transport d'eau douce vers un chantier, le remorquage d'une remorque et même l'installation de puits de fenêtre.
Les équipements d'hydro-excavation peuvent souvent être utilisés pour le nettoyage de réservoirs, de fosses ou pour le nettoyage général. Grâce à leur pompe à eau haute pression intégrée, les hydro-excavatrices peuvent réaliser de nombreuses autres applications impossibles à réaliser avec des excavatrices pneumatiques.
Applications d'excavation aérienne
L'excavation pneumatique permet aux entrepreneurs de localiser un service public et de vérifier son emplacement, tout en permettant le remblayage à sec du trou avec le même sol excavé. Cette méthode ne nécessite pas l'élimination de boues humides ou boueuses.
Les principaux avantages de l'excavation pneumatique sont l'absence de limite d'air et la possibilité de décharger les déblais sur site. Les compresseurs embarqués génèrent la pression requise à la demande, évitant ainsi tout remplissage en eau. L'utilisation des déblais pour les remblais réduit les déplacements et les frais de dépotoir. Pour aspirer autour de lignes électriques sous tension, l'excavation pneumatique peut être préférable à l'excavation hydraulique, car l'air est non conducteur.
Les options augmentent la productivité et la polyvalence
Les entrepreneurs devraient choisir une excavatrice aspiratrice offrant de nombreuses options pour répondre à leurs besoins spécifiques et maximiser leur productivité sur le chantier. Plusieurs options sont également disponibles, notamment un compresseur d'air pour l'excavation ou l'utilisation d'outils pneumatiques, des chauffe-eau pour faciliter la découpe des sols gelés et de l'argile, un ensemble d'outils hydrauliques, un deuxième poste de conduite, des options de déchargement et pour temps froid, ainsi que des coffres à outils supplémentaires.
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