Brevet FR2077238A1 — publié le 19711022

i 2077238 La présente invention concerne un procédé de production de matériaux mousse et appareillage pour sa mise en oeuvre- Le procédé de l'invention convient particulièrement pour la production de mousses pour l'enduction et/ou la liaison d'agrégats ou d'autres matériaux solides particulaires 5 et il est commode de décrire ci-après ladite invention à propos des liants bitumineuxîpour agrégats; mais il va de soi que cette invention a d'autres applications. Par exemple., une mousse produite selon l'invention peut être appliquée sur du papier, du carton (ondulé ou non) ou d'autres surfaces d'étendue relativement grande pour former un enduit sur cette surface. De plus, 10 les principes de l'invention sont applicables à la transformation en mousse de matières organiques thermoplastiques telles que les résines de coulée, les résines et les cires et d'autres matières n'appartenant pas à la famille , du bitume, Ces matières sont caractérisées par une viscosité relativement grande à l'état fondu qui rend leur emploi difficile, ce à quoi on peut 15 remédier en les transformant en mousse par le procédé selon l'invention. On a antérieurement utilisé des liants-mousses au bitume pour l'enduction d'agrégats afin de stabiliser les sols lors de l'établissement de routes et cette enduction peut être réalisée par mélange en usine ou sur place. Il est très difficile de bien mélanger le bitume avec un matériau 20 parti enlaire solide, sauf dans des conditions très particulières et cela a pour conséquence que plus la viscosité est modifiée par la transformation en mousse, plus le mélange avec des matières solides est 'facile. Il a été proposé,par exemple dans le brevet des E.ÏÏ.A. M1" 2 91 7 395, de préparer un liant-mousse ar Des considérations pratiques rendent très difficile, sinon impossible, le mélange de la vapeur rl'ea" au bitume ou à tout autre matière 71 01850 2 2077238 assez visqueuse dans un rapport volumétrique permettant d'atteindre le taux d'expansion souhaitable ci-dessus. Par exemple, pour obtenir un rapport volumétrique mousse-bitume de 17:1 à une température de travail typique de 138°C, il faudrait 4 volumes de vapeur d'eau pour 1. volume de bitume à une 5 pression de mélange de 4 atmosphères absolues et l'incorporation d'une telle quantité de vapeur d'eau est difficilement réalisable dans.le temps généralement disponible et avec l'équipement utilisé dans la pratique, antérieure. Un second inconvénient du procédé de transformation en mousse par. la vapeur d'eau est qu'il exige une source d'eau à portée de la 10 main et utilisable pour la production de vapeur d'eau. Un.troisième inconvénient est la difficulté de régler correctement l'opération de transformation en mousse pour permettre d'obtenir le taux d'expansion désiré.. . L'invention a principalement pour objet un procédé de production de mousse et en particulier d'un liant-mousse tel que le bitume-15 mousse, capable de fournir une mousse ayant un volume relativement élevé comparé à celui de la matière ayant servi à la préparer; un procédé capable de fournir une mousse facile à mélanger avec la matière solid.e,.finement divisée, même si celle-ci est froide et humide; un procédé de production de mousse permettant un réglage assez précis du rapport volumique mousse-matière 20 de départ; un procédé d'enduction et/ou d'imprégnation de matières non particulaires telles que la couche antidérapante pour tapis, le papier, le carton, le bois, les plaques métalliques et les pièces de construction. Dans ces applications, l'enduction ou imprégnation peut être utilisée pour diverses applications telles que la protection contre l'humidité, la lumière, 25 la corrosion ou l'usure par frottement; ou pour utiliser la matière traitée comme lubrifiant, décoration ou adhésif, (il va de soi qu'il existe d'autres usages); un appareil pour mettre en oeuvre un des procédés.décrits-ci-dessus. En principe, le procédé selon l'invention comporte la dispersion d'un liquide porogène dans une matière de départ chaude, de manière 30 que ce liquide s'évapore afin de provoquer une expansion de ladite matière de départ. Ce procédé permet de produire une mousse fortement expansée par un procédé continu et peut transformer une grande quantité de la matière de départ en mousse avec un débit élevé et sous forme d'un courant à grande vitesse réglée. Le même résultat peut être obtenu avec des porogènes et un-35 appareillage générateur de mousse peu coûteux et ce procédé est applicable aux matières qui sont difficiles, par inhérence, à transformer en mousse. Ce procédé peut être également mis en oeuvre à des températures assez élevées et,puisque la transformation en mousse est la conséquence de la vaporisation 71 01850 3 2077238 du liquide et non d'une réaction chimique comme dans de nombreux procédés de transformation en mousse antérieurement connus, on peut éviter l'emploi de produits chimiques toxiques. Le bitume est une matière particulièrement difficile à 5 transformer en mousse et, cependant, le procédé selon l'invention permet d'obtenir une mousse de bitume fortement expansée en utilisant de l'eau comme porogène. La principale application de 1'invention est la transformation en mousse de liquides visqueux, lesquels peuvent être définis d'une 10 manière générale comme des liquides ayant une viscosité égale ou supérieure à 10 centipoises à la température de sortie, quand on mesure cette viscosité à l'aide d'un viscosimètre de Brookfield en utilisant une tige N° 1 avec une vitesse de rotation de 20 tr/mn. Cependant, il est possible que, dans certaines circonstances, l'invention puisse être appliquée de manière satis-15 faisante et avantageuse à des liquides non compris dans cette définition générale. La description ci-après se rapporte en détail à ces caractéristiques essentielles et à d'autres caractéristiques accessoires de l'invention. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris 20 à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs formes de réalisation préférées de ladite invention qui ne doivent pas être considérées comme limitatives et en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente,de manière simplifiée,un ajutage utilisable avec un procédé selon l'invention; 25 - la figure 2 représente une variante de l'ajutage de la figure 1; - la figure 3 représente schématiquement un ajutage utilisable avec un procédé selon l'invention, dans lequel on n'utilise pas de dispersant sous pression; 30 - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; - la figure 5 représente,de manière simplifiée, une partie d'un ensemble comportant un ajutage, tel celui représenté sur la figure 3; - la figure 6 représente, de manière simplifiée, un autre 35 ajutage utilisable dans l'ensemble de la figure 5; - la figure 7 représente schématiquement un dispositif de prémélange utilisable avec l'ajutage de l'une des figures 3 et 6. 71 01850 4 2077238 - la figure 8 représente schématiquement un second dispositif de prémélange; - la figure 9 représente, schématiquement, un troisième dispositif de prémélange; 5 - la figure 10 représente, schématiquement, une partie d'un circuit comportant un dispositif de prémélange selon l'une des figures 7 à 9 et un ajutage selon l'une des figures 3 et 6; - la figure 11 représente schématiquement un exemple de circuit comportant la partie représentée sur la figure 10; 10 - la figure 12 représente, schématiquement, un dispositif comportant une tige-diffuseur ; et - la figure 13 représente, schématiquement, un autre dispositif de prémélange comportant un élément mobile. L'invention peut être mise en oeuvre de plusieurs manières dif-15 férentes, mais on observe qu'on obtient des résultats optimaux si ladite mise en oeuvre comporte les opérations çi-après : 1°) - Injection continue d'un liquide volatil dans un courant de matière de départ liquide et dans laquelle ce liquide volatil est pratiquement insoluble, pour la transformer en mousse, la quantité dudit liquide 20 étant supérieure ou égale à la quantité théorique qui permettra l'expansion désirée lors de la transformation en mousse. Cette injection est continue en ce sens qu'elle se poursuit pendant la durée de la production de mousse, si longue qu'elle puisse être. 2°) - Transfert d'une quantité de chaleur suffisante à la 25 matière à transformer en mousse avant sa sortie de l'ensemble producteur de mousse, de manière à la chauffer à une température assez élevée pour vapdriser une quantité suffisante du produit volatil pour obtenir la quantité de vapeur nécessaire pour l'expansion souhaitée lors de la transformation en mousse, compte tenu de la pression (en général atmosphérique) à l'extérieur du 30 dispositif de sortie de la mousse de l'appareillage utilisé. Il est préférable de choisir cette température de manière à fluidiser la matière de départ. 3°) - Dispersion du liquide volatil insoluble à un' taux contrôlable dans la matière à transformer en mousse, ce taux de dispersion étant suffisamment poussé pour réaliser une vaporisation très rapide et pratiquement 35 complète lorsque les matières sortent par l'orifice d'évacuation et/ou immédiatement avant cette sortie, mais non poussée au point de provoquer un départ prématuré de la fraction en excès du liquide volatil sous forme de vapeur libre dans l'appareillage générateur de mousse ou à la sortie de celui-ci. 71 01850 5 2077238 4° ) - Application d'une pression suffisante à l'intérieur de l'équipement producteur de mousse pour obtenir le débit nécessaire des matières à transformer en mousse, la vitesse et le régime d'écoulement nécessaires de la mousse éjectée et, de plus, ladite pression doit, pouvoir être réglée 5 de manière à réduire la vaporisation du liquide volatil avant sa sortie. Il va de soi, en ce qui concerne l'opération 2 décrite ci-dessus, que le chauffage doit en fait comprendre le chauffage d'une matière normalement solide ou plastique pour la transformer en un liquide. La matière doit évidemment être maintenue dans un intervalle de températures approprié 10 pour rester liquide et cet intervalle de températures doit être choisi de manière à vaporiser le produit volatil. En tout cas, il est, en général, préférable que la température de la matière de départ soit supérieure d'au moins 1°C au point d'ébullition du produit volatil quand ce dernier est soumis à' la pression régnant dans la zone d'éjection. La température maximale 15 est limitée par plusieurs facteurs, y compris la température de décomposition de la matière de départ et, par conséquent, peut varier dans un intervalle assez étendu, mais une température de 320°C doit être considérée comme une température maximale type. Dans un exemple particulier dé mise en oeuvre de l'invention, 20 de l'eau liquide est mélangée intimement avec du bitume chaud sous une pression supérieure à 1 atmosphère et le mélange est ensuite éjecté dans une ambiance à pression inférieure (en général celle de l'atmosphère) et en direction de la ou des matières à traiter. La quantité de chaleur contenue dans le méiange bitume-eau, quand il est éjecté, est telle qu'elle provoque une vapo-25 risation rapide de l'eau avec, par conséquent, formation de mousse et la différence de pression existant entre la chambre de mélange et la zone de sortie peut être choisie de manière à obtenir un débit d'éjection approprié. Il est préférable que l'eau soit finement dispersée dans le bitume chaud, car on admet que la finesse de la dispersion croît avec la 30 vitesse de vaporisation et, par conséquent, la vitesse de production de mousse après que le mélange de bitume et d'eau est sorti de la chambre de mélange. Cependant, la dispersion ne doit pas être trop poussée, pour la raison indiquée ci-dessus. On a observé que pour un ensemble générateur de mousse et une série de conditions de travail (en particulier la durée de séjour, la 35 température et la pression), il existe un degré optimal de dispersion qui donne les meilleurs résultats. 71 01850 6 2077238 En général, il est avantageux d'appliquer le bitume-mousse sur l'agrégat à recouvrir à l'instant même de la transformation en mousse et il est possible de satisfaire à cette condition par le procédé selon l'invention en réalisant une dispersion si poussée de l'eau qu^elle provoque une 5 production de mousse instantanée lors de la sortie du mélange de la chambre de mélangeage. Par ailleurs, on a découvert que,lorsque la dispersion de l'eau devient trop p.oussée pour l'appareillage et les conditions de travail, on observe une détente très poussée ou totale de la'vapeur d'eau et on admet que cela est dû à une vaporisation prématurée de l'eau à l'intérieur 10 de l'appareillage producteur de mousse ou à sa sortie. En tout cas, cela a pour résultat une production de mousse faible ou nulle. On peut introduire dans le .bitume, en même temps que l'eau^ un produit destiné à faciliter le mélange et/ou la dispersion appropriée de .l'eau dans le bitume. Il est commode de donner, ci-après, à ces produits 15 le nom de "dispersants" et un tel produit peut être sous forme d'un gaz ou vapeur sous pression. A titre d'exemple, la vapeur d'eau sous pression, l'air comprimé, l'azote et les gaz de combustion sont des dispersants possibles et on peut tenir compte de facteurs tels que l'agressivité et la toxicité lors du choix d'un dispersant approprié. Par ailleurs, le dispersant peut être 20 froid ou chaud, suivant sa composition et les conditions de mise en oeuvre du procédé. Le dispersant a, en général, pour rôle principal de fragmenter l'eau en petites gouttelettes de dimensions appropriées et de disperser ces gouttelettes dans tout le bitume. Cependant, le dispersant agit en général, 25 de plus, sur la direction du mouvement de lf mousse formée ultérieurement et lui communique une certaine quantité de mouvement, facilitant ainsi son application sur une surface ou un objet à enduire. Lorsqu'on utilise de la vapeur d'eau comme dispersant, on observe que l'introduction de poids sensiblement égaux d'eau et de vapeur d'eau 30 dans le bitume donne des.résultats satisfaisants. On a obtenu une mousse utilisable en pratique avec des rapports pondéraux eau/bitume compris entre 1/5 et 1/150 et il est probable qu'on doit obtenir également des mousses utilisables avec des rapports pondéraux en dehors de cet intervalle. Un rapport,pondéral de 1/100 en poids conduit à un rapport volumétrique mousse-bitume de 16:1 35 qui convient particulièrement pour.la liaison des agrégats. Cette application particulière de la mousse et. de ses éléments constitutifs sont des facteurs à considérer lors du choix du rapport pondéral approprié liquide volatil-matière de départ, et ce rapport peut avoir toute valeur comprise entre 1/1 et 1/2000. 71 01850 7 2077238 L'eau pour la mise en oeuvre de ce procédé peut être produite par un condenseur ou un dispositif semblable placé sur la conduite de vapeur, de manière à extraire de manière continue une quantité appropriée d'eau de la source de vapeur d'eau de départ. Cependant, l'eau et sa vapeur sont 5 de préférence fournies par des sources d'alimentation indépendantes. On peut employer dans le procédé comportant un dispersant sous pression un ajutage de mélangeage semblable à celui de la figure 1, lui-même semblable à des ajutages employés dans le procédé connu de transformation en mousse du bitume par la vapeur d'eau, auquel cas la vapeur d'eau 10 et l'eau sont introduites de préférence par un passage commun qui sert de passage pour la vapeur d'eau dans le procédé connu. Un tel ajutage peut comporter une chambre 2 de mélangeage dans laquelle des courants de bitume 3 et de vapeur et d'eau 4 se déplacent respectivement sensiblement dans la même direction pour converger et se mélanger près d'un orifice de sortie 5 15 et le mélange obtenu passe à travers ledit orifice 5 pour produire une mousse. On admet que la dispersion finale de l'eau dans le bitume 3 se produit dans l'orifice 5, de manière à produire une mousse appropriée à la sortie du mélange par ledit ajutage. En général, la face d'about 6 de la chambre de mélangeage 2 dans laquelle est ménagé 1'orifice 5 a une formé 20 sensiblement tronconique. On emploie de préférence un ajutage modifié comme celui représenté sur la figre 2, qui comprend une chambre 7 de mélangeage et des passages 8 et 9 pour le bitume et l'eau entrant respectivement dans cette chambre dans des directions perpendiculaires entre elles. Le dispersant pénètre de préfé-25 rence dans la chambre de mélangeage 7 par le passage 9 pour l'eau mais peut entrer par un passage séparé si on le désire. Dans un mode d'exécution, la chambre de mélangeage 7 est sensiblement cylindrique et comporte des surfaces d'about 11 et 12 opposées sensiblement tronconiques dont les génératrices sont sensiblement parallèles. Un orifice d'éjection 13 est de préférence ménagé 30 perpendiculairement à la surface d'about 11, et le passage 9 pour la vapeur d'eau peut pénétrer dans la chambre 7 par l'autre surface d'about 12 en étant à peu près aligné avec l'orifice d'éjection 13. Le passage 8 pour le bitume pénètre dans la chambre 7 par une paroi latérale de ce dernier, si bien que, en service, les courants de bitume et d'eau et vapeur d'eau se confondent dans 35 une zone voisine de l'orifice d'éjection 13. Une dispersion appropriée est ainsi obtenue pendant le passage des fluides à travers l'orifice d'éjection. Des ajutages du type préféré décrit ci-dessus, permettent de supprimer le passage relativement long pour le bitume qui est en contact 71 01850 8 2077238 avec le passage pour la vapeur et l'eau, comme dans le cas de l'ajutage selon la figure 1 et, par conséquent, ils sont moins sujets à 1'encrassement quand l'eau et/ou le dispersant sont froids. Selon un autre procédé de production de mousse selon l'inven-5 tion, l'eau ou un autre agent porogène est introduit seul dans le bitume ou une autre matière de départ. La dispersion souhaitée peut être réalisée à l'aide d'un dispositif ayant une forme et/ou une disposition permettant de réaliser l'agitation et le mélangeage désirés de l'eau à travers une chambre conduisant à un orifice de sortie. Evidemment, l'eau doit être introït) duite sous une pression appropriée dans la conduite. Un dispositif de mélangeage à employer avec le procédé susmentionné peut comporter un ajutage 15 selon les figures 3 et 4, comportant une chambre 16 de mélangeage sensiblement cylindrique, un orifice 17 de sortie sensiblement axial ménagé dans une extrémité de la chambre de mélangeage 7 et 15 un passage c}'alimentation 18 en matière de départ pénétrant à peu près tangen-tiellement par une paroi latérale de. la chambre 16. Le passage 18 d'alimentation pénètre dê préférence dans la chambre 16 à peu près à mi-chemin dans le sens de sa longueur et la surface d'about 19 de la chambre 16,dans laquelle l'orifice d'éjection 17 est ménagé, est tronconique. L'orifice d'éjection 17 20 peut avoir un diamètre relativement grand - par exemple de 6,4 à 12,7 mm bien que des dimensions en dehors de cette plage puissent également convenir -et un tel orifice présenté l'avantage de réduire les engorgements au minimum. En cours d'utilisation, les courants de bitume et d'eau sont introduits ensemble dans le passage d'alimentation 18 et un mélange intime de ces matières 25 est réalisé dans la chambre de mélangeage 16 grâce à la disposition relative du passage 18 et de la chambre 16 et un réglage approprié des vitesses des fluides. Une partie drun exemple de réalisation comportant un ajutage 15 est représentée schématiquement sur-la figure 5. Le bitume est amené à 30 l'ajutage 15 par une conduite 20 et un robi.net 21 qui peut servir à détourner le bitume par une conduite en dérivation 22. De l'eau est introduite dans l'ajutage 15 par une conduite 23 en passant par un robinet doseur 24, qui est destiné à régler le débit de l'introduction de l'eau dans le courant de bitume et le robinet de dérivation 21 peut être manoeuvré pour permettre la 35 remise en circulation d'une partie du bitume, à la demande, ou bien de la totalité du courant de bitume quand l'ajutage 15 ne fonctionne pas. Au cours d'un essai typique utilisant l'ensemble décrit ci-dessus, ua bitume satisfaisant à la norme australienne A10-1967, catégorie S90 est introduit avoc un débit voisin de 4j55 à 6,82 1/mn pour être mélangé BAD ORIGINAL 71 01850 9 2077238 avec un courant d'eau ayant un débit voisin d'environ 0,046 à 0,137 1/mn. La température du bitume est maintenue dans l'ensemble entre 165 et 177°C et l'eau est à la température ambiante. Ainsi, le rapport eau-bitume est compris entre 1/50 et 1/100 eaviron et l'on obtient ainsi une mousse satis-5 faisante ayant un volume égal à environ 18 fois celui du bitume ayant servi à sa formation. Selon un autre mode de mise en oeuvre du procédé, sans dispersant sous pression, le dispositif de mélangeage à ajutage 15 peut être réalisé selon la figure 6, avec une chambre de mélangeage 26 allongée sensi-10 blement cylindrique comportant une surface d'about tronconique 27 et un orifice d'éjection 28 semblable à celui décrit à propos de la réalisation précédente. Cependant, le passage 29 d'alimentation pénètre de préférence axialement dans la chambre de mélangeage 26 par l'extrémité opposée à celle comportant l'orifice d'éjection 28 et des aubes déflectrices 31 appropriées 15 sont placées à l'intérieur de la chambre 26 pour communiquer un mouvement tourbillonaire à la matière circulant du passage 29 d'alimentation en direction de l'orifice de sortie 26. Cet agencement permet en général d'obtenir un jet parfaitement conique. Au cours d'un essai dans des conditions sensiblement identiques 20 à celles mentionnées à propos de la première forme de réalisation décrite, on observe que le dispositif susmentionné permet d'obtenir un rapport, en volumes, mousse-bitume d'environ 20/1 et on observe en général que la production de mousse est plus rapide que lorsqu'on utilise le premier dispositif décrit pour l'emploi avec ce procédé particulier. 25 On peut obtenir un réglage et une souplesse encore améliorée lors de l'emploi de l'eau ou d'un autre liquide volatil en plaçant en amont des ajutages 15 décrits ci-dessus, un dispositif de prémélangeage comportant une chambre avec des éléments statiques ou mobiles, qui réalise une dispersion préalable d'importance réglée avant l'entrée du mélange de bitume et 30 d'eau dans l'ajutage. En fait, certains de ces dispositifs de prémélangeage sont capables d'exécuter l'ensemble de la fonction de dispersion, si bien qu'on peut se contenter d'un orifice ou d'un ajutage d'éjection simples. Par ailleurs, ces dispositifs de prémélangeage facilitent l'emploi des tiges-diffuseurs de mousse qui, sous leur forme la plus simple,sont constituées 35 par des tronçons de tuyaux incurvés, rectilignes ou formant une grille dans lesquels des trous d'éjection sont ménagés à intervalles appropriés et dans lesquels on introduit le bitume chaud - ou une autre matière - plus l'eau dispersée en provenance de un ou plusieurs dispositifs de prémélangeage. Ces tiges-diffuseurs sont spécialement utiles pour l'enduction de feuilles mobiles .avec du- bitume-mousse ou des résines de coulée ou d'autres matières destinées 71 01850 10 2077238 à la finition, à la liaison, à la protection contre la corrosion et à l'imperméabilisation des surfaces, et conviennent pour l'application du bitume sur des sols ou d'autres matériaux de construction des routes à la place des systèmes à ajutages multiples employés antérieurement. 5 En général, des prémélangeurs statiques comprennent au moins une chambre ou passage comportant des sinuosités, des étranglements, des chicanes ou des matériaux de garnissage, -les spécifications de réalisation détaillées de ceux-ci peuvent de préférence être déterminées de manière optimale en considérant des variables" telles que là température de travail, 10 la nature des matériaux transformés en mousse ainsi que leurs propriétés physiques et mécaniques importantes telles que leur viscosité, leur débit et leur volume, le type désiré d'ajutage d'éjection ou de tiges-diffuseurs et la quantité et la nature du liquide employé pour la production de la mousse. Des exemples de prémélangeurs 32 sont représentésschématiquement 15 sur les figures 7 à 9 et, dans tous ces cas, le prémélangeur 32 est du type statique. La figure 7 comporte un prémélangeur 32 qui comporte une garniture 33 en spirale constituée par une toile métallique et des parois d'about transversales 34 et 35 également en toile métallique et placées aux 20 deux extrémités de la garniture 33, Les spires de la garniture 33 en spirale sont de préférence également espacées et la spire extérieure est ajustée serrée contre la paroi 36 de la conduite qui l'entoure. Cette spire extérieure peut être fixée à la paroi 36 par soudure ou d'autres moyens appropriés. 25 Selon la figure 8, le dispositif 32 comprend un élément en vrille ou en hélice 35, de préférence en métal, monté à frottement dur dans un élément 38 de conduite cylindrique. Il est préférable que les spires de l'élément 37 soient-à peu près équidistantes. La figjure 9 représente un prémélangeur 32 contenant un grand 30 nombre d'anneaux de Raschig 39 disposés dans un tronçon de conduite 41 et maintenus en place par dés cloisons transversales espacées 42 en toile métallique ou tout autre structure perforée pour permettre le passage des liquides. On a observé que cet agencement particulier a donné des résultats très satisfaisants en pratique, au point qu'on peut obtenir de bonnes mousses 35 sans employer d'ajutage, bien qu'un ajutage simple ou ua orifice soient en général avantageux pour facilier le réglage de la direction, de la vitesse et du diagramme de projection de la mousse. En fait, dans certains cas, ' l'emploi d'un ajutage provoquant une forte turbulence avec un prémélangeur BAD ORIGINAL 71 01850 11 2077238 selon la figure 9 peut empêcher le développement de la mousse et/ou réduire exagérément les dimensions des particules d'eau. Le garnissage de chaque dispositif 32 a pour but de subdiviser le courant d'eau (ou d'un autre liquide porogène) en gouttelettes ayant les 5 dimensions désirées par l'agitation provoquée par la turbulence ou le changement de direction du liquide qui s'écoule ou par le passage de ce liquide à travers des étranglements, tout en mélangeant en même temps le liquide dispersé uniformément avec le bitume ou une autre matière de départ. Il est également prévu de réaliser cela sans une durée de séjour excessive qui 10 pourrait provoquer la formation d'une phase vapeur indépendante importante. Il va de soi que ce principe peut être appliqué à d'autres réalisations de dispositifs statiques 32 quant au procédé de mise en place de chicanes, de garnissage etc., créant des étranglements et provoquant des changements de direction du courant de fluide; par ailleurs,les exemples cités sont explicatifs 15 et non limitatifs. On peut utiliser comme garniture dans un prémélangeur 32 une matière solide, granulaire ou particulaire de forme appropriée et on donne ci-après des exemples de matières qui rentrent dans cette catégorie générale : gravier, perles de verre ou analogues, macroparticules, tiges, sphères, morceaux 20 de tube et blocs de métal, verre, céramique ou d'autres matières solides et anneaux de Raschig. On incorpore de préférence, dans un ensemble comportant un prémélangeur 32, des moyens pou.r injecter le porogène dans le prémélangeur 32 par un ou plusieurs orifices dont les dimensions peuvent être adaptées au 25 prémélangeur 32 et aux autres conditions d'utilisation. Ces dispositifs, d'injection peuvent comporter des orifices simples ou des ajutages permettant d'augmenter la turbulence. La figure 10 qui représente une partie d'un circuit semblable à celui de la figure 5 représente aussi un exemple de dispositif d'injection. 30 Les conduites 20 et 22 de bitume et de dérivation sont reliées par un robinet 21 et la conduite d'eau 23 est reliée à la conduite 43 d'alimentation de l'ajutage 15 par un injecteur 44. Le prémélangeur 32 est placé entre l'ajutage 15 et 1'injecteur 44 et il est préférable de placer le dispositif 32 et l'ajutage 15 près l'un de l'autre de manière à réduire les difficultés dues 35 au refroidissement ou à la séparation de la vapeur d'eau et celles dues à la formation et la destruction prématurée de la mousse, qui à leur tour obligent à augmenter les pressions de travail pour limiter la vaporisation. Néanmoins, il existe des cas où l'on peut souhaiter placer l'orifice ou les orifices BAD ORIGINAL 71 01850 12 2077238 d'éjection pour réaliser un dispositif unique générateur de mousse, à une distance considérable de 1'injecteur 44 et/ou du prémélangeur 32 si l'on utilise un prémélangeur et les conditions de travail peuvent être facilement réglées de manière à obtenir un comportement satisfaisant dans ces cir-5 constances. L1injecteur 44 a de préférence un orifice de sortie assez petit (par exemple un orifice d'injection de 0,46 mm convient dans le cas d'une conduite d'eau de diamètre 6,35 mm) et il est placé près de l'ajutage 15, bien que séparé de celui-ci par le prémélangeur 32. Cependant, comme on l'a 10 indiqué ci-dessus, il peut exister des cas dans lesquels il est nécessaire ou avantageux que l'injectëur 44-soit séparé du prémélangeur 32 et/ou de l'ajutage 15 par des tuyaux de raccordement. La figure 11 représente schématiquement un circuit complet dont 1;ensemble de la figure lû constitue une partie. La conduite 22 de bitume 15 est reliée à un réservoir 46 par une pompe appropriée 48 qui est, de préférence, entraînée par un variateur de vitesse. Un manomètre 47 est également mis en place sur la conduite de bitume 22. La conduite d 'eau 23 peut également comporter une pompe 49 et elle est de préférence reliée à 1'injecteur 44 en passant par le rqbinet doseur 24 susmentionné et une soupape 51 de retenue. 20 La figure 12 représente schématiquement une partie d'un ensemble semblable à celui de la figure 10, mais dans laquelle une tige-diffuseur 52 remplace l'ajutage 15. La tige 52 comporte plusieurs orifices ou embouts 53, dont chacun sert d'orifice d'éjection et la figure 12 représente la tige 52 placée de manière à appliquer un enduit 54 sur une pièce 55 25 de faible épaisseur, par exemple un tapis. Une racle chauffée 56 peut être utilisée pour étaler et lisser l'enduit 54 ainsi appliqué. On a observé que le prémélangeur 52 représenté sur la figure 9 donne des résultats particulièrement satisfaisants avec les tiges-diffuseurs 52. Les seuls prémélangeurs 32.décrits ci-dessus sont du type 30 statique mais, comme indiqué ci-dessus, ces dispositifs peuvent également comporter un élément mobile. La figure 15 représente schématiquement un prémélangeur 32 très réussi qui comporte une hélice tournante 57 placée entre 1'injecteur 44 et^l'ajutage 15. En pratique, cette hélice 32 est montée sur un moteur électrique tournant à 2200 tr/mn et produit ainsi un excellent 35 bitume-mousse quand elle est associée à divers ajutages 15. Il est possible d'utiliser un tel dispositif 32 sans ajutage distributeur ou générateur de mousse, bien qu'un orifice simple soit en général nécessaire pour le réglage de la direction de la mousse et d'autres réglages à la demande. BAD ORIGINAL 71 01850 13 2077238 D'autres dispositifs 32 à éléments mobiles appropriés sont évidemment réalisables. Par exemple, ces dispositifs peuvent comporter un élément mécanique ne tournant pas ou bien peuvent prendre la forme d'un générateur de vibrations à fréquence élevée. 5 Bien qu'en général plus coûteux que les prémélangeurs sta tiques, les prémélangeurs comportant un élément mobile peuvent être avantageux dans certains cas où une faible résistance à l'écoulement est souhaitable ou quand un dispositif simple pour modifier la dispersion en vue de l'adapter aux diverses matières ou autres conditions de travail est nécessaire. Cette 10 modification de la dispersion peut être réalisée en utilisant un variateur de vitesse pour l'élément mobile. L'importance de l'adaptation de chaque générateur de mousse à toutes les conditions opératoires, y compris la viscosité du produit à transformer en mousse, a été signalée ci-dessus. Pour mieux faire comprendre cela et 15 en se référant spécialement à la viscosité, un échantillon de bitume de pénétration 90 ayant une viscosité de 140 centipoises à 160°C est fluxé par des quantités croissantes d'huile lourde noire de viscosité Saybolt universelle de 210 secondes à 99°C. Ces échantillons sont transformés en mousse à 160°C en injectant 1% d'eau par l'injecteur d'eau représenté sur la figure 10, la 20 mélangeant au préalable dans le dispositif à anneaux de Raschig, comme indiqué sur la figure 9 et en éjectant le mélange obtenu, au cours de différentes expériences, par les ajutages d'entrée à faible cisaillement et tangentiels. Il importe de noter que les deux types d'ajutage produisent,à partir du bitume non fluxé, une excellente mousse, non seulement du point de vue expansion 25 volumétrique (par exemple 19 à 1) mais aussi produisent cette mousse instantanément. Cependant, lorsqu'on diminue la viscosité par fluidification, l'ajutage simple à faible turbulence ne produit pas de la mousse de manière absolument instantanée à partir d'un échantillon dont la viscosité est abaissée à 36 centipoises à 160°C. Un remplacement par l'ajutage d'entrée tangentiel à . 30 turbulence accrue, tel celui représenté sur les figures 3 et 4, a" pour conséquence une production instantanée de mousse et cette propriété se conserve au cours de ces essais jusqu'à la viscosité finale à savoir 12 centipoises à 160°C. L'explication probable de ce fait est la suivante : la pulvérisation de l'eau en gouttelettes de dimensions appropriées est liée en partie à la 35 viscosité de la matière transformée en mousse et cette pulvérisation devient moins énergique quand la viscosité est abaissée à la température de travail. 71 01850 14 2077238 On peut avoir à distribuer une matière mousse en un certain nombre de points sans placer 1'unité productrice de mousse en chacun de ces points. On a décrit la réalisation d'une tige-diffuseur de mousse (figure 12) utilisable dans de nombreux cas de ce genre. Il peut se présenter d'autres 5 cas où l'on désire répartir des matériaux mousse ou des mousses en puissance en direction d'un ou plusieurs orifices d'éjection placés dans des endroits difficilement accessibles ou à une distance considérable du point où l'eau est injectée et/ou mélangée à la matière de départ. Lors d'un nouveau progrès par rapport à la technique antérieure, on a constaté qu'on peut obtenir ce 10 résultat par un choix approprié de l'équipement et des modes opératoires décrits dans l'invention et les moyens appropriés sont incorporés pour empêcher tout refroidissement exagéré des matières de départ. En utilisant, par exemple, 1'injecteur 44 représenté sur la figure 10, associé au prémélangeur 32 à anneaux de Raschig représenté sur la 15 figure 9, on obtient une excellente mousse de bitume à l'extrémité ouverte d'un tuyau de 6,4 m de longueur et l',27 cm de diamètre relié à la sortie du prémélangeur 32. Ce tuyau est chauffé par un ruban chauffant électrique pour réduire les pertes de chaleur, la température du bitume étant, dans une expérience, de 174°C à l'entrée du système producteur de mousse et de 20 146°C à la sortie du tuyau chauffé. Avec un taux d'injection de l'eau de 1/75, on obtient un taux d'expansion de 17, 2/1 avec un bitume R 90. Cet ensemble fonctionne également de manière satisfaisante avec des orifices d'éjection, à étranglement et sous diverses contrepressions. Néanmoins, il va de soi qu'avec des systèmes de ce genre, il 25 se produit en général une turbulence additionnelle ou bien celle-ci peut être délibérément provoquée par exemple en utilisant des garnitures, coudes, chicanes, étranglements, tubes de faible alésage ou sinuosités. L'importance de cette turbulence-détermine le degré de dispersion qui doit être réalisé avant l'entrée du mélange de matières transformées en mousse et du liquide 30 porogène dans cette partie de l'ensemble. On peut agir facilement sur tous ces facteurs grâce à l'invention. On peut obtenir par exemple ce résultat avec des prémélangeurs garnis, tout simplement en ajoutant ou retranchant des anneaux de Raschig ou un autre garnissage; ou bien on peut faire varier le diamètre de l'orifice du dispositif d'injection de l'eau. 35 Par ailleurs, il serait possible, dans ces ensembles allongés, de modifier le réchauffage en général recommandé de la matière à transformer en mousse en fournissant toute la chaleur nécessaire pour engendrer le volume de mousse désiré avant d'injecter de l'eau. On peut obtenir ce résultat en 71 01850 15 2077238 ajoutant une partie de cette chaleur le long de l'ensemble après l'injection d'eau, étant donné en particulier qu'un dispositif de chauffage est en général incorporé pour réduire le refroidissement des conduites. Une application pratique de cet ensemble est 1'utilisation 5 d'un lubrifiant très visqueux sous forme de mousse dans certains types de machines. Dans un troisième procédé, l'eau peut être introduite sous forme d'une émulsion inverse, à savoir d'eau dispersée dans du bitume, de l'huile, du goudron ou un autre liquide compatible avec la matière de 10 départ et sa destination prévue. Ladite émulsion peut être introduite dans le bitume chaud utilisé comme matière de départ par une chambre de mélangeage appropriée et éjectée ensuite à travers un orifice de sortie. Ce procédé particulier présente 1'avantage de simplifier 1'appareillage de mélangeage et de dispersion puisque l'eau a été fragmentée en gouttelettes 15 de dimensions appropriées réglées lors de la préparation de 1'émulsion et, par conséquent, il est nécessaire et suffisant de réaliser un simple mélange de 1'émulsion et du bitume, qui peut être réalisé très facilement grâce à l'emploi d'une émulsion inverse. Cependant, il va de soi qu'à condition qu'une dispersion suffisante soit réalisée, on peut utiliser une émulsion non 20 inverse - c'est-à-dire une émulsion dans laquelle l'eau est la phase continue -et dans un procédé de ce genre, la phase dispersée peut contenir un additif ou un produit pour le traitement préalable de la matière de départ. Bien qu'on puisse employer des émulsions inverses très grossières, il y a peu d'avantages à simplifier les conditions de dispersion 25 dans un ensemble producteur de mousse et les émulsions les plus utiles sont celles contenant des particules dispersées ayant un volume correspondant à celui d'une sphère de diamètre compris entre 0,1 et 500 microns. Cependant, il va de soi que l'invention est applicable à des émulsions inverses avec des particules de dimensions en dehors de l'intervalle susmentionné. 30 L'expérience a montré qu'il est possible, en utilisant une émulsion inverse, d'engendrer une mousse simplement en mélangeant cette émulsion et du bitume chaud dans un récipient ouvert. Cette opération de mélangeage peut être réalisée en utilisant un dispositif quelconque d'agitation et on a observé une production instantanée et sans à-coups de mousse 35 dans des conditions où l'addition d'eau seule n'engendrerait pas de mousse. Pour mettre en évidence la possibilité et les avantages de l'emploi d'émulsions inverses, on a préparé deux émulsions en employant pour plus de commodité une matière de départ naphtênique, à savoir une huile de bad original 2077238 graissage ayant une viscosité Saybolt Universelle de 100 s à 37,8°C. Une émulsion N° 1 contenait 54,7% en poids de cette huile avec un mélange émulseur contenant 0,8% de naphténate de potassium et 1,45%. de pétrole-sulfonate de sodium (base : produits purs). On réalise une émulsification avec l'eau en utilisant un homogénéiseur industriel du type à orifices avec étranglement et à haute pression de manière à obtenir un diamètre des particules de l'ordre de 2 à 3 microns. L'émulsion N° 2 est préparée de maniéré à obtenir des particules beaucoup plus grossières, en utilisant 55% en poids d'une huile de •graissage semblable à celle utilisée dans 1'émulsion N° 1, avec 2% de mono-oléate de glycérol comme émulseur. L'émulsification est réalisée par agitation à grande vitesse, donnant une dispersion de particules de dimensions voisines de 15 à 20 microns. Dans de nombreux ensembles d'ajutages, avec et sans prémélangeur, l'émulsion N° 2 conduit à des taux d'expansion élevés, c'est-à-dire de l'ordre de 20 à 1 quand elle est employée à un taux d'addition équivalant à une partie d'eau pour 100 parties de bitume, ce dernier étant à température assez élevée, par exemple 160°C. Dans une autre expérience avec ladite émulsion, en utilisant un ensemble générateur de mousse capable de réaliser le taux d'expansion élevé de 20 à 1 à une température de travail de 163°C, ce taux s'abaisse à 2,2/1 quand on abaisse la température à 115°C. Cependant, en réduisant quelque peu les dimensions des particules de cette émulsion en la faisant passer à travers un homogénéiseur à haute pression qui donne des particules de dimensions moyennes 10 à 12 microns, le taux d'expansion est porté de 2,2 à 5,1/1. Dans des expériences semblables avec l'émulsion finement dispersée N° 1, on observait l'inverse : dans deux expériences semblables effectuées avec du bitume chauffé à 116°C et 168°C les taux d'expansion respectifs étaient de 10:1" et de 2:1. On pensait dans ce cas que la dispersion très fine d'eau se vaporisait prématurément à température élevée mais se vaporisait à une vitesse beaucoup plus satisfaisante à des températures plus basses, dans l'ensemble étudié. Ceci confirme la théorie selon laquelle il est nécessaire d'utiliser avec le liquide porogène un dispositif ou une opération de dispersion qui réalisent un degré optimal de dispersion et qui sont adaptés au reste du système et aux conditions de travail. Il va de soi, d'après ce qui précède, qu'on peut réaliser une transformation satisfaisante en mousse avec le procédé selon l'invention sans procéder à une opération de dispersion ni utiliser d'ajutage de mélange, en particulier quand on utilise des prémélangeurs avec des éléments fixes 71 01850 71 01850 17 2077238 ou mobiles. De plus, la tige-diffuseur de mousse avec des trous de sortie simples associés à un prémélangeur est un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention sans utiliser d'ajutage de dispersion ou de mélange. Il est également possible de produire de la mousse à partir d1émulsions inverses 5 convenablement préparées, sans avoir besoin d'un ajutage de dispersion ou de mélange. De plus, on peut utiliser deux types différents d'ajutage avec l'invention. Un de ces types d'ajutage contribue dans une proportion importante à la dispersion et l'autre type a en général une configuration 10 intérieure simple et est employé principalement pour agir sur la direction, la forme et/ou la vitesse du jet de mousse à la sortie. Bien qu'on ait indiqué l'eau comme agent porogène pour tous les procédés décrits ci-dessus, il va de soi qu'on peut également utiliser d'autres liquides volatiles ou mélanges aqueux de ceux-ci. Le liquide porogène 15 peut varier en fonction de la matière de départ à transformer en mousse et un certain nombre de produits différents sont utilisables dans un cas déterminé. En général, le liquide porogène doit satisfaire aux conditions ci-après pour obtenir des résultats optimaux : 1°) - Point d'ébullition nettement inférieur à la température 20 de travail désirée pour la matière de départ (par exemple du bitume), ladite température étant choisie de manière à obtenir une viscosité de travail appropriée et à réaliser une application efficace de la mousse ainsi produite sur la matière à traiter. 2° ) - Possibilité d'obtenir un rapport relativement élevé 25 du volume de la vapeur à celui du liquide originel quand on le chauffe ai -dessus de son point d'ébullition et ceci exige un poids moléculaire relativement bas, ce qui est le cas avec l'eau. 3°) - Non-miscibilité quasi-totale avec la matière de départ. Des exemples de produits qui satisfont aux trois conditions 30 énumérées ci-dessus pour les matières de départ bitumineuses sont l'eau, les alcools inférieurs tels que le méthanol, l'éthanol, le n- et 1'iscvpropanol. Dans la plupart des cas, l'eau est le liquide porogène préféré puisqu'il combine les avantages d'un bas prix et d'une grande sécurité, avec des propriétés physiques très convenables. A ce dernier point de vue, 35 il a un poids moléculaire faible, ce qui permet d'en utiliser une quantité minimale pour engendrer le volume désiré de mousse. Par ailleurs, elle a des chaleurs spécifique et latente de vaporisation assez élevées et l'expérience suggère que ces caractéristiques permettent d'éviter plus facilement une vaporisation prématurée avec l'eau qu'avec d'autres porogènes tels que 71 01850 18 2077238 le méthanol et l'éthanol en particulier quand on opère à des températures dépassant environ 150°C. De plus, la production de mousse est facilitée par la faible solubilité de l'eau dans un grand nombre de matières qu'on désire transformer en mousse, par exemple le bitume. 5 On a également proposé d'incorporer des additifs solubles ou dispersibles au porogène liquide pour communiquer les caractéristiques désirées à la mousse ou au revêtement produit à partir de celle-ci. Par exemple, un de ces additifs peut être un agent tensioactif d'un type qui favorise l'adhérence de la matière de départ (par exemple du bitume) aux 10 particules du sol ou de l'agrégat. Une caractéristique importante de 1'invention est la suivante : les principes, modes opératoires'et dispositifs décrits peuvent être mis en oeuvre avec succès pour transformer en mousse un grand nombre de matières autres que des bitumes et ces mousses sont utilisables de très 15 nombreuses manières pour lier, enduire oii imprégner des matières particu-laires, solides ou poreuses. . , A titre d'exemple, on peut préparer d'excellentes mousses en utilisant l'eau comme porogène à partir de mélanges de cires dénommés couramment "résines de coulée". Celles-ci sont caractérisées par des points 20 de fusion et des viscosités à l'état fondu relativement élevées et leurs viscosités élevées à l'état fondu les rendent difficiles à traiter et à appliquer comme enduits sur diverses matières ou pour d'autres applications. Par exemple, un procédé connu d'application de "résines de coulée" sur des feuilles-en mouvement de matières telles que le carton, 25 consiste à utiliser des machines à enduction "à rideau" qui présentent divers inconvénients, à savoir leur prix de revient élevé, leur complexité et la largeur limitée de la matière qu'elles peuvent.traiter et, avec certains produits, il est difficile ou impossible de former des rideaux satisfaisants. On observe que, pour de nombreuses applications, un équipement producteur 30 de mousse simple destiné à mettre en oeuvre l'un des procédés selon l'invention, est capable dé fournir des résultats satisfaisants avec un équipement relativement peu coûteux et des possibilités grandement améliorées de traiter des matières de grande largeur. ' Pour démontrer la possibilité, grâce à l'invention, de 35 produire d'excellentès mousses à partir de "résines de coulée" de compositions diverses, oh a utilisé les deux formulations ci-après pour des expériences dont les détails sont donnés plus loin : . 71 01850 19 2077238 Résine de coulée A On la prépare à partir d'une cire de paraffine purifiée fondant à 66°C (ASTM) et d'une cire microcristalline ayant les caractéristiques ci-après : 5 Viscosité à 99°C 15 centistokes Pénétration d'une aiguille à 25°C 28 Point de fusion 73,9°C Les additifs employés pour cette formulation sont un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle de poids moléculaire élevé, 10 plus du polyéthylène. Cette matière à les caractéristiques ci-après : Viscosité à 121°C 526 centistokes Viscosité à 149°C 280 centistokes Pénétration d'une aiguille à 25°C 8 15 Température de ramollissement (méthode de la bille et de l'anneau) 88°C Résine de coulée B On la prépare à partir de la cire microcristalline susmentionnée et d'une cire synthétique, d'un copolymère d'éthylène et d'acétate de 2q vinyle, et d'une résine dismutée. Cette matière à les caractéristiques ci-après : Viscosité à 121°C 450 centistokes Viscosité à 149°C 227 centistokes Pénétration d'une aiguille à 25°C 28 Point de ramollissement (méthode de la 25 bille et de l'anneau) 73°C On obtient d'excellentes mousses à partir de ces deux résines de coulée en utilisant de l'eau comme agent porogène : on obtient en particulier des taux d'expansion volumétrique atteignant 20/1 avec une production instantanée de mousse à la sortie des orifices d'éjection. La souplesse du principe 30 de base est mise en évidence en mettant en oeuvre le procédé de transformation en mousse du bitume par de l'eau additionnée de vapeur et aussi celui utilisant une chambre de prémélangeage garnie d'anneaux de Raschig en aval d'un orifice simple d'injection d'eau, tous deux décrits ci-dessus. Ce dernier ensemble est utilisé avec les divers ajutages d'éjection décrits ci-dessus, mais de 35 plus donne instantanément de la mousse avec un taux d'expansion élevé lors de l'éjection, sans aucun ajutage. Ceci a de l'importance car cela démontre l'action importante qu'on peut exercer sur le transfert de chaleur à l'eau dispersée, puisque la pression interne est, dans le cas présent, simplement 71 01850 20 2077238 celle nécessaire pour maintenir le débit désiré à travers un orifice de sortie ne comportant pas d'étranglement sans addition destinée à empêcher une vaporisation prématurée. Cependant, dans de nombreux cas pratiques, on préfère un type d'ajutage d'éjection comportant un orifice avec étran-5 glement pour communiquer au courant de mousse la vitesse et les caractéristiques géométriques désirées. Des expériences ont montré que les mousses préparées à partir de "résines de coulée" permettent d'enduire efficacement des matières en feuilles ou particulaires très diverses. Leur transformation en 10 mousse permet d'appliquer ces.matières dans des conditions où leur viscosité élevée à l'état non transformé les rend très difficiles ou impossibles à utiliser et favorise un excellent"mouillage quand on le désire. A titre d'autre exemple de l'application de l'invention, à diverses matières, on a expansé un polyéthylène de poids moléculaire 2000 15 en une mousse très utile au cours de plusieurs expériences différentes. Un autre exemple de la possibilité, avec l'invention, d'obtenir des mousses à partir de matières très diverses et ayant des emplois variés concerne la transformation en mousse de lubrifiants très visqueux. Ces lubrifiants sont préparés à partir de bitumes et/ou d'autres matières 20 très visqueuses et contiennent couramment des additifs leur permettant de supporter des charges. Ils sont employés sur une grande échelle pour le graissage de grands pignons, paliers, cames et câbles fortement chargés à mouvement lent, par exemple sur des bennes-dragueuses mobiles et d'autres équipements pour l'exploitation des mines, les terrassements etc. 25 Les lubrifiants visqueux représentatifs du type ci-dessus peuvent être facilement transformés en mousse fortement expansée par les procédés selon l'invention. Dans la technique actuelle, l'application de lubrifiants très visqueux donne lieu à de graves difficultés. Cette application est couramment 30 réalisée en utilisant des pompes à très haute pression, en opérant à la main, par chauffage à des températures relativement élevées ou par dilution avec des solvants. Les inconvénients de tous ces procédés sont bien connus. En utilisant des lubrifiants transformés en mousse, on peut éviter d'employer des solvants qui sont coûteux et qui maintiennent la matière 35 sur la surface de travail sous forme d'une couche exagérément mince pendant 1'évaporation. De même, on peut supprimer les pompes à haute pression puisque les matériaux tranèformés en mousse n'exigent qu'une très faible pression 71 01850 21 2077238 pour leur réticulation. De plus, l'état expansé du lubrifiant transformé en mousse facilite une application régulière et économique sur des surfaces étendues et/ou de forme compliquée. Après avoir décrit ci-dessus d'une manière générale les 5 principes à la base de l'invention, on donne ci-après divers exemples pour vérifier les avantages pratiques de l'invention et exposer en détail les conditions types dans lesquelles on peut mettre en oeuvre un procédé selon 1'invention. EXEMPLE 1 10 Dans cet exemple, on introduit de la vapeur d'eau saturée dans un ajutage classique du type précédemment décrit qui est relié à un réservoir de bitume chauffé maintenu entre 152 et 168°C. Ce bitume a un indice de pénétration de 90, est fabriqué par soufflage d'une huile résiduaire de pétrole et est conforme à la norme australienne A10-1967, catégorie R90. 15 Des dispositions sont prévues pour introduire de l'eau chaude provenant du générateur de vapeur dans la conduite de vapeur d'eau en un point approprié. Les conditions de l'expérience et la nature des mousses obtenues sont indiquées sur le tableau I ci-après. 20 On voit, d'après cet exemple qu'on n'obtient,quand on utilise la vapeur d'eau seule,qu'un rapport volumétrique mousse-bitume très faible. Les caractéristiques de la mousse ainsi obtenue sont telles qu'il n'est pas possible de la mélanger efficacement avec un sol. Par contre, on obtient un rapport volumétrique très élevé quand on utilise l'eau comme 25 porogène principal. Cette mousse se forme instantanément à la sortie de l'ajutage et présente les caractéristiques des mousses qui peuvent être mélangées facilement avec les sols. Pour obtenir un rapport volumétrique mousse-matière de départ compris dans l'intervalle avantageux de 15/1 à 20/1, rapporté à une 30 température d'environ 120°C, il doit évidemment être possible de mélanger le porogène et le bitume dans un rapport volumétrique favorable. Dans le cas de l'eau et du bitume, on a observé que ce rapport minimal est de l'ordre d'environ un volume d'eau pour 100 volumes de bitume et on observe que le rapport eau/bitume intervenant dans l'expérience décrite en détail 35 ci-dessus est très rapproché du rapport théorique souhaité peur la production effective de mousse. 71 01850 22 2077238 10 15 EXEMPLE 2 On utilise dans cette expérience un équipement et des matières identiques à celles de l'exemple 1, mais les rapports des débits de l'eau et de sa vapeur par rapport à celui du bitume sont plus élevés. Par ailleurs, l'aptitude des mousses à se mélanger avec un sol est évaluée en indiquant leur convenance pour un emploi industriel. Dans ce but, on choisit au hasard un échantillon de sol, dans une collection étendue de sols des type s utilisés pour la réalisation de l'assise d'une route et qui ont besoin d'être stabilisés. Le sol ainsi choisi a les caractéristiques ci-après : Description -, Sable Teneur en matières organiques 0,24% Essai de tassement A.A.S.H.O. modifié i " - Teneur optimale en eau 12% Densité maximale à sec 1,794 Granulométrie : Dimensions des mailles du tamis, en mm : 1,204 0,60 0,412 0,295 0,152 0,076 % passant au tamis ci-dessus : 100 95 86 69 31 8 ± Rapport entre le taux d'humidité et la densité de mélanges d'un sol et de ciment j_ American Association of State Highway Officiais (AASHO) T 134-6T, correspond au document ASTM D 588-57^/. Avant usage, la teneur du sol en humidité est ajustes à 10%. (sol sec) cette teneur étant comprise dans la plage optimale pour le traitement par une mousse de ce matériau particulaire. Le mélange est réalisé dans un mélangeur à pâte de capacité voisine à 10 litres, avec des palettes satellites verticales de dimensions appropriées. Cet équipement donne des résultats compatibles avec ceux des mélangeurs à l'échelle industrielle. Pour évaluer visuellement l'efficacité du mélange, on utilise une échelle de notation de 1 à 10 qui est en corrélation avec le comportement des mélanges de sol et de bitume après consolidation et vieillissement. Cette échelle de notation est la suivante : 35 Note - Description du mélange de matériaux 1 Pas de mélange, tout le bitume est en gros morceaux. 3 Mélange partiel, environ 70% du bitume est sous forme de petites sphères. 5 Mélange partiel, environ 50% du bitume est sous forme de petites sphères ou particules. 20 25 30 71 01850 23 2077238 7 Environ 10 à 20% du bitume est sous forme de particules séparées, mais est, par ailleurs, bien mélangé.' 9 Environ 5% du bitume est sous forme de particules séparées et est, par ailleurs bien mélangé. 5 10 Bitume complètement mélangé sans indice de particules de bitume séparées. Avec cette échelle de notation, une utilisation économique du bitume et des mélanges de bonne qualité correspondent aux notes 7 à 10, inclusivement. Des notes égales ou inférieures à 5 représentent des mélanges 10 avec des caractéristiques peu satisfaisantes et/ou un emploi peu économique de la quantité de bitume utilisée. Il va de soi que les mélanges notés 5 peuvent réaliser une stabilisation satisfaisante d'un sol à condition d'utiliser une proportion suffisamment élevée de bitume, mais évidemment, un tel procédé est peu économique par comparaison avec les mélanges notés 7 ou plus. 15 Le tableau II ci-après indique les conditions expérimentales et les résultats obtenus et l'on voit que l'utilisation de rapports vapeur d'eau bitume élevés, en l'absence d'eau liquide ne remédient pas aux inconvénients concernant le taux d'expansion de la mousse et indiqués dans l'exemple 1. Par contre, l'incorporation d'eau conduit à nouveau à un taux d'expansion 20 élevé très satisfaisant. Dans ce dernier cas, un excès appréciable d'eau par rapport à celui théoriquement nécessaire pour le volume de mousse obtenu ne présente pas d'avantage sensible. Lors du mélange avec des échantillons de sol, la qualité nécessaire du mélange n'est pas obtenue lors des expériences effectuées en 25 l'absence d'eau, tandis que les taux d'expansion élevés de la mousse obtenue instantanément grâce à l'injection d'eau conduisent à un mélange très satisfaisant et représentent une utilisation efficace de la quantité de bitume mise en oeuvre. EXEMPLE 3 30 Cet exemple est destiné à comparer les effets du remplace ment de la vapeur d'eau par de l'air comprimé dans des conditions dans l'ensemble semblables à celles de l'exemple 2. Dans ce cas, on dirige de l'air 2 sous la pression manométrique de 2,1 kg/cm et à la température ambiante sur l'ajutage, à la place de la vapeur d'eau, et on prend les dispositions néces-35 saires pour introduire une quantité réglée d'eau à la température ambiante dans le courant d'air. On observe que les ajutages classiques décrits ci-dessus tendent à être obstrués par le bitume solidifié quand on utilise des gaz et de l'eau 71 01850 24 2077238 froide et par conséquent, on utilise, dans le présent exemple, l'ajutage modifié décrit ci-dessus. Cet ajutage modifié supprime le passage relativement long du bitume dans le premier ajutage employé, réduisant ainsi les risques de refroidissement du bitume. 5 Les conditions de travail et les résultats obtenus dans le présent exemple sont récapitulés sur le tableau El ci-après. On voit à nouveau que l'emploi d'un gaz comprimé seul produit une quantité médiocre de mousse tout comme dans le cas de la vapeur d'eau seule. Ceci confirme l'opinion selon laquelle il n'est pas possible de mélanger au bitume le volume de gaz 10 ou de vapeur nécessaire pour le taux d'expansion élevé rendu possible par l'invention. Par ailleurs, quand on introduit de l'eau comme porogène principal, on obtient un taux d'expansion très satisfaisant conduisant à un mélange pour sol très satisfaisant, par opposition à la mousse obtenue en 15 utilisant uniquement de l'air ou uniquement de la vapeur d'eau comme dans l'exemple 2. EXEMPLE 4 Le présent exemple est destiné à démontrer les avantages concernant la stabilisation d'un sol obtenus quand on utilise de la mousse de 20 bitume fortement expansée d'un type préparé selon l'invention. On procède à des comparaisons avec un sol non traité et un sol traité selon la technique antérieure, en utilisant de la vapeur d'eau saturée pour produire la mousse. L'équipement employé pour le second procédé de production de mousse en utilisant de la vapeur d'eau saturée seule est celui décrit dans 25 l'exemple 2. L'équipement employé pour la production de mousse selon l'invention est constitué par une combinaison de dispositifs déjà décrits. Il consiste eh un orifice de 0,46 mm de diamètre pour injecter de l'eau dans le courant de bitume chaud, suivi d'un prémélangeur à anneaux de Raschig et 30 se termine par un simple ajutage d'éjection sans1'dispositif intérieur provoquant une turbulence et ayant une fente de sortie en forme de lèvres. Le rapport de l'eau au bitume est de 1 à 100 et la température du bitume de 166°C. Le système utilisant de la vapeur d'eau saturée seule-donne un taux d'expansion faible de 2 volumes par volume de bitume ; 35 cependant, le courant de vapeur d'eau semble provoquer une pulvérisation poussée qui facilite nettement le mélange du bitume avec le sol. L'ensemble utilisant de l'eau comme porogène conduit à un taux d'expansion atteignant 18 volumes de mousse par volume de bitume. 71 01850 25 2077238 On utilise, pour ces expériences, un bitume pour revêtements de route ayant un indice de pénétration de 90 satisfaisant à la norme australienne A10-1967. Le sol employé est un échantillon complexe de dépôts 5 anciens de sable alluvionnaire constitués principalement par du sable propre en particules de dimensions maximales 4,65 à 9,5 mm mélangé uniformément avec une certaine proprotion de glaise ou d'argile de couverture pour améliorer la cohésion de la matière en vue de la réalisation de routes. Un exemple d'analyse granulométrique est le suivant : 10 Tamis à mailles de dimensions en mm : 9,5 4,75 2,411 1,204 0,6 0,422 0,295 0,152 0,076 % passant 100 99 93 75 39 25 17 10 5 L'indice de plasticité du sol est de 5 et en utilisant le système normalisé de classification des sols : (Corps of Engineers, US Army, ^ Technical Mémorandum N° 3-357, volumes 1 et 3, mars 1953) il serait classé dans la catégorie SP-SS pour l'identification sur le terrain. La teneur optimale en humidité, déterminée selon l'essai AASH0 modifié, du sol non traité est de 8%. Le "point d'éboulement" mesuré du sol correspond à environ 20 6% d'eau et le mélange avec la mousse est réalisé avec 6,3% d'humidité. Le tassement en présence de 2,8% d'asphalteR90 est réalisé avec une teneur de 6,3% en humidité. Pour ces expériences, on place 4800 g d'un sol de teneur connue en humidité dans le mélangeur en faisant tourner les palettes à la 25 vitesse constante de 50 tr/mn environ, on ajoute suffisamment d'eau pour élever le taux d'humidité du sol jusqu'au point d'éboulement,c'est-à-dire le point auquel le sol a le volume spécifique le plus grand et qui s'est avéré optimal pour la dispersion de la mousse, à savoir, dans le cas présent, 6,3% d'humidité. Après mélange intime, on introduit 2,8% d'asphalte, après sa 30 transformation en mousse, dans le sol à la température ambiante, tout en continuant à mélanger. Le mélange d'asphalte et de sol est examiné visuellement pour déterminer le degré d'achèvement du mélange en vue d'une enduction efficace par l'asphalta et est noté selon l'échelle arbitraire numérique mentionnée ^ dans l'exemple 2. L'échantillon préparé avec de la vapeur d'eau saturée à la note médiocre de 5 dans cette échelle, tandis que celui préparé en utilisant de l'eau comme porogène est noté 8. 71 01850 26 2077238 Le sol ainsi traité est introduit dans des sacs en matière plastique qui sont scellés et conservés pendant une nuit avant le tassement des échantillons le jour suivant. Én vue de leur tassement, les sols traités sont tout d'abord amenés à la teneur optimale en humidité (TOH) qui est la teneur en humidité pour laquelle on obtient la densité maximale à sec après tassement. Le tassement des matières est réalisé à la "TOH" et à la température ambiante (18,3 à 24°C) en utilisant un mélangeur pour tassement californien avec une 2 pression "à la base" de 24,5 kg/cm . Les procédés généraux de tassement sont ceux décrits dans le document "Californian Division of Highways',' Méthode d'essai N° 301F (11° partie, 1964). On a préparé quatre échantillons, en calculant leur hauteur, leur poids et leur densité à ce stade. Pour la plupart des essais, ces échantillons doivent avoir un diamètre de 10,2 cm et une hauteur de 6,35 cm. Les échantillons dans leurs moules respectifs sont ensuite "placés dans une étuve maintenue entre 57 et 63°C pendant 3 jours pour abaisser le taux d'humidité au niveau d'équilibre qui est considéré par l'expérience comme le plus semblable aux conditions sur le terrain. Tous les échantillons durcis sont soumis à divers essais, basés principalement sur les documents "Standard Procédures of the Californian Division of Highways" et/ou ceux de l'ASTM. Ces essais sont énumérés ci-après : I) Modification de la valeur de la résistance - avant et après l'essai d'imbibition. La modification de la valeur de la résistance est déterminée en utilisant un échantillon durci à la température ambiante et en opérant selon le mode opératoire normalisé du document "Method N° 301 of the Californian Highways" (5° partie).. A la fin de cet essai, l'échantillon est réintroduit dans son moule, pesé et ensuite plongé pendant 4 jours dans de l'eau à 21°C. Après une nouvelle pesée, on déterminé à nouveau la valeur de la résistance. II) Valeur de la stabilité relative - avant et après l'essai de susceptibilité à la vapeur d'eau (SVE). La valeur de la stabilité relative est déterminée sur un récipient durci à 60°C en utilisant le mode opératoire normalisé du document "Method N° 304 E (1966) of the Californian Highways" (111° partie) ou celui de l'ASTM D 1560. Un autre échantillon est soumis à l'essai de susceptibilité à la vapeur d'eau en mettant en oeuvre des procédés décrits dans le document "Method N° 307 D of the Californian Highways" et, après avoir déterminé la proportion d'eau absorbée, on détermine la stabilité relative. 71 01850 27 2077238 III) Essai de résistance - (cohésion mesurée au "cohésiomfetre" et résistance à la compression "libre". La cohésion mesurée au cohésiomètre selon les documents Californian Test Method N° 306B ou ASTM D 1560 est déterminée sur un échantil-5 Ion durci à 60°C et également sur un échantillon soumis antérieurement à l'essai SVE. La résistance à la compression "libre" est déterminée par application d'une charge à raison de 1,27 mm/mn à un échantillon durci et à un échantillon soumis antérieurement à l'essai d'imbibition de 4 jours. 10 IV) Essai d'absorption d'eau. Le taux de gonflement d'un échantillon durci est déterminé selon le document "Californian Method N° 305 B" et on mesure la perméabilité. On mesure également la quantité d'humidité absorbée au cours des essais SVE et d'imbibition. 15 V) Essai Marshall. Outre les essais ci-dessus, l'indice de stabilité Marshall d'un échantillon est déterminé à l'état sec ou après 4 jours d'immersion dans l'eau. En ce qui concerne les résultats pratiques mentionnés ci-après, la stabilité Marshall a été déterminée sur un échantillon tassé à 20 l'aide du malaxeur pour tassement californien (voir ci-dessus) et soumis ensuite à un durcissement à 60°C pendant 3 jours. Le mode opératoire effectivement utilisé lors de l'essai de l'échantillon est conforme au document "ASTM Test Method D 1559-65". Les résultats de ces essais sont indiqués sur le tableau IV. 25 On peut tirer des résultats la conclusion suivante : l'uti lisation d'une mousse fortement expansée produite à partir de l'eau seule avec l'ensemble de prémélangeage et de pulvérisation décrit permet d'obtenir des mélanges de sol ayant des propriétés considérablement améliorées par rapport à ceux obtenus par le procédé connu à la vapeur d'eau saturée, bien que ce dernier 30 permette d'obtenir des améliorations appréciables par rapport à un sol non traité. Les comparaisons plus détaillées ci-après peuvent être effectuées entre les deux traitements du bitume. Densité■ La densité moyenne à sec de quatre échantillons obtenus à partir de chaque échantillon de mélange correspondant passait de 2,032 pour le sol non 35 traité à 2,048 pour le traitement par la vapeur d'eau et à 2,080 pour le traitement par l'eau. Ces résultats mettent en évidence les avantages de l'amélioration de l'enduction avec le meilleur type de mousse. 71 01850 28 2077238 Modification des valeurs de résistance. Tous les échantillons donnent des chiffres satisfaisants à l'état durci relativement sec, cependant, après 4 jours d'imbibition par l'eau, le sol non traité s'affaisse lorsqu'on le retire du moule. On observe une amélioration importante dans le cas du trai-5 tement par l'eau. •Modification de la stabilité relative. On a obtenu des chiffres très satisfaisants à l'état durci, le procédé à l'eau étant à nouveau nettement supérieur. On observe, après l'essai SVE, une conservation remarquable de la résistance mécanique pour le procédé à l'eau, celle des échantillons non traité et 10 obtenu à partir de la mousse préparée avec la vapeur d'eau saturée subissant, inversement, une forte diminution en pourcentage. Essai de gonflement. Le procédé à l'eau conduit à une valeur particulièrement faible, tandis que les deux autres donnent des valeurs plus élevées et peu différentes, ce qui indique l'inefficacité de la dispersion de l'asphalte 15 et de l'enduction des fines dans le cas de la vapeur d'eau saturée. Cohésion mesurée au cohésiomètre. Ici aussi, le procédé à l'eau donne des résultats supérieurs à l'état durci et aussi une conservation particulièrement élevée de la cohésion après l'essai SVE. Résistance à la compression à l'état libre. On a obtenu des résultats semblables 20 à ceux mentionnés ci-dessus. Perméabilité. Le procédé à l'eau conduit à une perméabilité bien inférieure à celle obtenue avec chacun des deux autres mettant à nouveau en évidence les avantages d'une dispersion améliorée. EXEMPLE 5 25 On décrit, dans le présent exemple,l'emploi d'une émulsion inverse pour obtenir une mousse bitumineuse de haute qualité en utilisant des appareils dispersants très simples. L'émulsion employée est décrite ci-^dessus et est préparée en émulsifiant de l'eau avec 55% en poids d'une huile de graissage légère avec 2°L de monoléate de glycérol comme émulsifiant, par 30 agitation à grande vitesse sans homogénéisation additionnelle. Les dimensions des particules d'eau sont principalement comprises entre 15 et 20 microns. L'émulsion est injectée à travers un orifice de 0,76 mm de diamètre dans la conduite dé bitume juste en amont d'un ajutage d'éjectiôn du type décrit ci-dessus dans lequel le bitume pénètre tangentiellement dans une 35 chambre cylindrique. Aucun prémélangeur n'est intercalé entre l'ajutage d'éjection et l'orifice d'injection de l'émulsion. Les conditions de fonctionnement et les résultats obtenus figurent sur le tableau V ci-après pour une expérience comportant l'emploi d'un bitume conforme à la forme australienne A10-1967, catégorie R 90. BAD ORIGINAL 71 01850 29 2077238 Cette mousse a une "période de demi-vie" de 2,5 mn dans le récipient de 2,7 1 employé dans les exemples ci-dessus, et qui est du même ordre que celle obtenue quand on prépare des mousses de taux d'expansion semblable à partir du même bitume "en utilisant de l'eau ou de l'eau additionnée 5 de vapeur d'eau selon l'invention. Par ailleurs, l'ensemble présente l'avantage d'engendrer instantanément de la mousse à la sortie de l'ajutage. EXEMPLE 6 Dans le présent exemple, on utilise pour produire une mousse à partir d'un bitume conforme à la norme australienne A10-1967,catégorie 10 R90, le dispositif de dispersion mécanique comprenant une hélice tournant à grande vitesse intercalée dans la conduitsd'alimentation en bitume entre l'injecteur d'eau et l'ajutage d'éjection simple décrit ci-dessus à propos de la figure 13. L'ajutage utilisé ne comporte pas de dispositif créant une turbulence autre qu'un orifice en forme de lèvres de 12,7 mm de longueur et de 15 largeur maximale 3,38 mm. Cet ajutage est dimensionné de manière à débiter 2 18,2 1/h de bitume type R 90 à 177°C et sous 0,84 kg/cm , l'écoulement étant axial de l'entrée à l'orifice de sortie. Le tableau VI, ci-après, décrit le comportement de cet ensemble. 20 La production de mousse est comme désiré instantanée lors de l'éjection. EXEMPLE 7 Cet exemple démontre l'efficacité de la transformation d'une matière non bitumineuse en une mousse fortement expansée selon l'invention et 25 la valeur d'une telle mousse pour une application industrielle très différente de celle comportant le traitement d'une substance particulaire décrit ci-dessus. Le présent exemple explique par ailleurs l'adaptation des procédés de production de mousse décrits selon l'invention à la distribution d'une mousse par une tige-diffuseur constituée dans ce cas par un tube comportant des trous 30 de sortie convenablement placés au lieu d'utiliser des ajutages d'éjection. Pour l'invention, l'unité productrice et distributrice de mousse est constituée par l'orifice d'injection d'eau décrit ci-dessus, suivi du dispositif de prémélangeage à anneaux de Raschig. Dans une expérience avec cet ensemble et sans ajutage d'éjection final, la résine de coulée B décrite 35 ci-dessus est amenée par une pompe à raison de 2900 g/mn à 155°C, de l'eau à 14,4°C étant injectée dans le rapport 1 à 100 et on obtient ainsi une mousse expansée dans le rapport 18,7 à 1. Au cours d'une expérience ultérieure, cet équipement producteur de mousse est relié directement par un coude à une tige-diffuseur de mousse horizontale. Cette tige-diffuseur est constituée par un tuyau de *• ', : ' .\ 71 .01850 30 2077238 50,8 cm de longueur et 12,7 mm de diamètre fermé à son autre extrémité de comportant, à sa partie inférieure, cinq trous d'éjection équidistants de 3,57 à 4,37 mm de diamètre suivant leur distance de l'extrémité d'entrée (voir figure 12). 5 La résine de coulée B est refoulée par une pompe dans le générateur de mousse à raison de 2600 g/mn à une température de 160°C, avec injection d'eau dans la proportion de 1% delà résine de coulée. On obtient une formation et une répartition excellentes de la mousse malgré les difficultés inhérentes de refroidissement, de séparation de la vapeur et 10 d'autodestruction de la mousse qui peuvent se produire dans un système d'éjection de grandes dimensions. Pour démontrer l'utilité de cet ensemble, la résxne de coulée mousse est utilisée pour l'apprêtage d'une couche antidérapante pour tapis. On utilise une pièce de tapis en touffes non apprêtées constituées 15 par des fibres acryliques encastrées sans serrer dans une couche antidérapante en toile d'emballage. Lors de l'opération d'apprêt normale, on applique du latex ou une autre substance sur cette couche antidérapante. Ce durcissement complémentaire doit fixer solidement les fibres à ladite couche antidérapante et en même temps communiquer de la 20 résistance, du poids et de la solidité à la matière. On sait que des résines de coulée ont été employées dans ce but mais leur emploi a été entravé par l'extrême difficulté de leur application. Dans la présente expérience, le tapis est tiré,son côté face tourné vers le bas, au-dessous de la tige-diffuseur de mousse, à une 25 vitesse qui entraîne l'application de la résine de coulée à la dose de 2 1,08 kg/m . Une racle chauffée est placée enaval de cet ensemble applicateur, elle est destinée à réaliser une égalisation finale de la matière appliquée (figure 12). On réalise une application uniforme et le degré de pénétration désiré à travers le revêtement antidérapant, de manière que les fibres 30 soient solidement liées audit revêtement et que le tapis acquiert une solidité et un toucher très améliorés. Il est évident que ce système peut être utilisé à plus grande échelle pour traiter une matière de toute largeur désirée. EXEMPLE 8 35 Le présent exemple démontre à nouveau l'aptitude du pro cédé et de l'appareil selon l'invention à produire d'excellentes mousses à 71 01850 31 2077238 partir de substances très différentes. Dans le cas présent, la substance choisie est un polyéthylène ayant les caractéristiques ci-après : Densité 0,92 Poids moléculaire moyen 2000 5 Point de fusion, °C 104 à 108°C Viscosité à 60°C, centipoises 180 Pénétration d'une aiguille à 60°C 3 à 5 La transformation en mousse est mise en oeuvre en utilisant l'ajutage classique utilisable pour la vappur d'eau saturée ou l'eau additionnée 10 de vapeur d'eau ou de gaz comprimé. Les résultats d'une expérience type figurent sur le tableau VII ci-après. Comme désiré, la mousse est engendrée immédiatement à la sortie de l'ajutage. On voit que, étant donné la forte expansion atteinte, le résultat global est très satisfaisant. 15 EXEMPLE 9 Le présent exemple démontre l'efficacité avec laquelle le taux d'expansion peut être réglé grâce aux moyens fournis par l'invention. Le tableau VIII, ci-après,énumère les conditions opératoires et les taux d'expansion obtenus avec un mélange dans lequel on fait varier le rapport eau/bitume, 20 sans modification appréciable des autres conditions opératoires. On utilise l'orifice d'injection et le dispositif de mélangeage à anneau de Raschig décrit ci-dessus, associés avec l'ajutage à orifice en forme de fente et écoulement axial, à faible turbulence. A noter que les taux d'expansion sont seulement légèrement 25 inférieurs au taux théorique dans tous les cas, ce qui indique à la fois l'efficacité de l'opération de transformation en mousse et la précision du réglage du taux d'expansion. EXEMPLE 10 Le présent exemple décrit la transformation en mousse d'un 30 lubrifiant très visqueux. Le lubrifiant employé est un type commercial normal qui, en pratique, doit être dilué par un solvant, par exemple par 10% de trichloréthylène ou qui devrait être chauffé et distribué à l'état très visqueux. Il a la formulation (en poids) et les caractéristiques 35 indiquées ci-après. Formule Bitume 93%. Naphténate de plomb 6% Cire de paraffine chlorée 1% 71 01850 32 2077238 Caractéristiques Teneur en plomb 1,5% Teneur en chlore 0,4% Viscosité à 99°C 2900 centipoises Ce produit est transformé en mousse à 150°C environ avec 1% d'eau en utilisant, dans l'ordre, l'orifice d'injection de petit diamètre, le dispositif de mélangeage à anneaux de Raschig et un ajutage simple à écoulement axial et orifice en forme de fente allongée, décrit ci-dessus. Le taux d'expansion est de 14/1 et la période de demi-vie de la mousse est de 0,7 mn, ce qui convient très bien pour le graissage. L'adhérence de la matière mousse à une surface d'acier bien polie est excellente. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des taux d'expansion d'un ordre de grandeur approprié pour de nombreuses applications et permet un réglage assez précis de la qualité de la mousse produite en ce qui concerne sa stabilité et son uniformité. Bien qu'on ait suggéré plus haut, dans le présent mémoire, qu'un rapport volumétrique de 20/1 moussermatériel de départ est une limite supérieure satisfaisante pour l'enduction d'agrégats, il va de soi qu'on peut utiliser des rapports plus élevés et cela peut, .en fait, être avantageux pour certaines applications. En général, cependant; on observe que des rapports dépassant 20/1 ne présentent pas d'avantages marqués et réduisent parfois la stabilité de la mousse. Les taux d'expansion de 10/1 ou plus sont en général préférés dans la plupart des applications mais il existe certaines applications telles que l'enduction de matières en feuilles pour lesquelles des taux d'expansion de 2/1 seulement peuvent être intéressants. L'invention présente la caractéristique intéressante que ces mousses de faible volume peuvent être obtenues à coup sûr, sans pulvérisation de la matière de départ et sans éjection à grande vitesse lorsque cela est désavantageux. Ces faibles taux d'expansion peuvent, être obtenus facilement en réduisant la proportion de liquide volatil par rapport à la matière de départ, comme par exemple dans le cas de l'eau, où celui-ci peut être réduit à 1 pour 2000 parties, en volume. Une autre caractéristique intéressante de l'invention est le fait qu'elle permet d'agir sur la texture de la mousse, à savoir les dimensions des bulles et l'uniformité des dimensions de celles-ci. Ceci a une certaine importance pratique du fait que la durée des mousses diminue quand leurs bulles deviennent plus grosses (toutes choses égales d'ailleurs) et ceci peut être un inconvénient ou un avantage, suivant la destination 71 01850 33 2077238 de la mousse. Par ailleurs, les mousses les plus fines conviennent mieux pour traverser de petites ouvertures et elles ont une très grande surface spécifique, ce qui est important pour l'obtention du recouvrement maximum lors de l'application d'un enduit. On peut augmenter les dimensions des bulles en réduisant la durée de la mousse par l'emploi d'un excès de porogène (par exemple l'eau) ou bien on peut les régler en faisant varier les dimensions des gouttelettes d'eau dispersées. Par exemple, lorsqu'on augmente le rapport eau/bitume R 90 de 1/100 à 1/50 dans diverses expériences, la durée de la mousse est divisée par deux environ. On apprécie cette durée à partir du temps que met la mousse remplissant un récipient plein de 2,7 1 à perdre la moitié de son volume, les durées types étant respectivement de 2,5 et 1,3 mn. L'invention a été mise au point seulement après de nombreuses expériences, étant donné que la production de mousses satisfaisantes fortement expansées, à partir du bitume chaud en particulier, fait intervenir la solution de problèmes propres à cette matière et à ses applications. Par exemple, ces mousses doivent être produites et utilisées à température élevée, par exemple à partir de bitumes chauffés à 163°C et, à cette température, divers phénomènes physiques entravent la formation de mousse. Par exemple, la viscosité devient assez faible et sensiblement newtonienne -par exemple, un bitume de qualité pour route avec une pénétration de 90 a une viscosité de 4 stokes à 135°C. La théorie générale et la pratique des mousses ont montré que les facteurs conduisant naturellement à des mousses de faible persistance occasionnent par ailleurs des difficultés lors de la préparation de la mousse et on a observé qu'une persistance très brève caractérise les mousses engendrées à partir du bitume à température élevée. Ceci est nettement démontré par les observations faites à propos des exemples 2 et 3, dans lesquelles un récipient de 2,7 1 est rempli en le maintenant près de la sortie de l'ajutage pour réduire le refroidissement, les périodes de demi-vie des mousses produites avec de l'eau étant, dans ces deux exemples, respectivement de 1 et 1,5 mn. Il est en même temps essentiel, pour de nombreuses applications, que les mousses soient engendrées, avec une forte expansion, immédiatement à la sortie de l'ajutage. Ceci parce que la baisse de température devient très rapide si le jet de mousse doit effectuer un trop long parcours dans l'air. 71 01850 34 2077238 A part le fait que le refroidissement de la vapeur d'eau à l'intérieur des bulles de mousse provoque une contraction de la mousse puis son affaissement lorsque la condensation se produit, il est, en général, nécessaire de maintenir la mousse chaude afin d'obtenir les conditions les 5 plus favorables de mélange avec une substance particulaire froide. En fait, on ne peut réaliser, dans certains cas, un mélange approprié à moins que .l'orifice de l'ajutage ne soit placé presque en contact avec la matière à traiter. Une autre démonstration des avantages de la production 10 instantanée de mousse est le fait qu'elle permet un réglage précis de la surface traitée, par exemple, quand on applique des mousses sur des feuilles mobiles de matière. - On a signalé antérieurement qu'un grand avantage de la transformation d'un liquide visqueux en mousse consiste en ce qu'il donne 15 la possibilité de l'appliquer plus- efficacement ou commodément sur de nombreuses matières que par d'autres procédés. La viscosité pour laquelle l'emploi de la mousse est avantageux est fonction de l'application envisagée et de la v matière transformée en mousse et, en général, plus la viscosité de la matière ou d'une masse fondue obtenue à partir de.celle-ci est élevée, plus sa 20 transformation en mousse peut être intéressante. Par ailleurs, lorsque les matières envisagées ont une viscosité relativement faible, cela rend la production de mousse difficile, si bien qu'on peut s'attendre, pour ces deux motifs, à ce qu'il existe une valeur de la viscosité pour laquelle la transformation en mousse devient à la fois avantageuse et réalisable. A noter 25 cependant que les expériences de la demanderesse indiquent que, bien qu'une diminution de la viscosité au-dessous d'une certaine valeur provoque, pour une matière déterminée, une réduction progressive de l'aptitude à la transformation en mousse, -un changement de la nature de ladite matière peut modifier considérablement la valeur de la viscosité pour laquelle des 30 phénomènes semblables se produisent. Par exemple, un échantillon de bitume R 90 de viscosité 140 centipoises à la température de travail de 160°C donne lieu à un taux d'expansion de la mousse de 19/1 par injection de 1% d'eau, mélangée à sa • vapeur, à travers un ajutage du type décrit ci-dessus. Il est possible, tout 35 d'abord, de réduire de manière appréciable la vicosité de cette matière par fluidification avec une huile lourde sans réduction appréciable de ce taux d'expansion élevé et, en particulier, de l'abaisser au-dessous de la viscosité du bitume normalement le plus mou utilisé pour la confection de routes, c'est-à-dire ayant un indice de pénétration de 200 à 25°C. Cependant, une 71 01850 35 2077238 diminution progressive de la viscosité (mesurée à la température de transformation en mousse de 160°C) provoque une diminution croissante du taux d'expansion. Par exemple, celui-ci est abaissé à 10/1 avec une viscosité de 23 centipoises à 160°C. A noter cependant qu'une telle mousse est encore 5 très utilisable. Des essais semblables ont été exécutés avec la résine de coulée A décrite ci-dessus, en diminuant progressivement sa viscosité en augmentant la proportion de cire microcristalline qu'elle contient. Sous sa forme initiale, cette résine de coulée, qui a une viscosité de l'ordre de 10 170 centipoises à 160°C permet, par exemple, d'obtenir un taux d'expansion de 20/1 avec le procédé employé. Cependant, ce taux s'abaisse à 10/1 quand sa viscosité est abaissée à 74 centipoises à 160°C et on voit que cela représente le triple de la viscosité du bitume fluxé qui donne un taux d'expansion semblable. La viscosité minimale pour la production de mousse ne peut être 15 définie sans ambiguïté, puisqu'elle varie en fonction de chacun des facteurs ci-après : a) Le taux minimal d'expansion de la mousse désiré, b) La température de travail, c) La composition de la matière transformée en mousse. 20 Le taux d'expansion minimal acceptable de la mousse dépend, dans une large mesure, de l'application à laquelle elle est destinée. Par exemple, pour la stabilisation d'un sol ou d'autres travaux exigeant un mélange d'une matière très visqueuse avec une substance froide, finement divisée, il est en général avantageux d'avoir une mousse fortement expansée 25 avec, par exemple, l'augmentation du volume dans un rapport de 15 à 20/1 rendue possible par l'invention. Si la matière transformée en mousse a une viscosité relativement faible ou si la matière à traiter est chaude, il n'est pas nécessaire que le taux d'expansion soit maximal, tout comme lorsqu'on applique des couches 30 relativement épaisses sur des objets d'assez grandes dimensions. Dans le cas où l'on désire limiter le taux d'expansion de la mousse à une valeur intermédiaire pour une matière qui peut, par ailleurs, subir une forte expansion, on peut obtenir facilement ce résultat par les réglages que permet l'invention, par exemple en agissant sur le rapport 35 eau/bitume, mentionné dans l'exemple 9. Théoriquement, les conditions à satisfaire pour obtenir à peu près instantanément des mousses fortement expansées à partir du bitume 71 01850 36 2077238 chaud en utilisant de l'eau comme porogène et avec une action appropriée sur la qualité de la mousse et sa zone de projection sont les suivantes : 1) Disposer d'une source de bitume chaud introduit, avec un débit réglable, dans une chambre de mélangeage appropriée, définie comme ci-après. 5 II) Disposer d'une source d'eau amenée avec un débit réglé en un point dans, on en amont de la chambre de mélangeage susmentionnée, le rapport des débits de l'eau et du bitume étant au moins égal ou légèrement supérieur au minimum théoriquement nécessaire pour obtenir le rapport volumétrique désiré de la mousse au bitume à la température choisie. 10 III) La température du bitume est telle qu'il a accumulé une quantité de chaleur suffisante pourvaporiser au moins la quantité d'eau théorique indiquée en II ci-dessus et obtenir une mousse dont la température a la valeur nécessaire, cette température dépassant nettement la température de condensation de la vapeur d'eau à l'intérieur de la mousse expansée, et, en particulier, suffi-15 samment élevée pour maintenir une fluidité appropriée pendant l'opération de mélange ou d'enduction pour laquelle la mousse est employée. IV) La chambre de mélangeage est un dispositif qui doit réaliser une dispersion contrôlée de l'eau dans tout le bitume, cette dispersion divisant l'eau en gouttelettes suffisamment petites pour obtenir des bulles de dimensions 20 satisfaisantes lors de la vaporisation tout en élevant rapidement en même temps la température de l'eau à un point où l'on obtient à peu près instantanément le rapport volumétrique désiré de la mousse au bitume à la sortie de l'ensemble de transformation en mousse, ces gouttelettes n'étant par ailleurs pas assez fines pour engendrer prématurément de la vapeur libre. 25 V) Les vitesses d'écoulement du bitume et de l'eau, et de la vapeur d'eau (et du gaz porteur le cas échéant) sont ajustées de manière à obtenir la vitesse de sortie désirée de la mousse de manière à faciliter sa projection sur ou dans les substances à traiter. Lors de la description de l'invention, on a indiqué que 30 la transformation en mousse se produit "pendant l'éjection du mélange matière de départ—produit volatil à travers l'orifice d'éjection' ou"lorsque le mélange matière de départ—- produit volatil sort de l'orifice d'éjection". Ces énoncés et d'autres semblables qui apparaissent dans la description et. les revendications ci-après doivent être interprétés au sens large, étant 35 donné que des expériences n'ont pas établi de manière concluante l'instant exact du début de la transformation en mousse. Il semble qu'au moins une partie de la transformation en mousse se produise à l'instant de la sortie de 71 01850 37 2077238 l'orifice d'éjection, mais il est possible qu'une transformation en mousse se produise réellement dans cet orifice et même dans la chambre de mélangeage (ou un autre élément voisin, par exemple une conduite) avant l'arrivée effective dans l'orifice d'éjection. Les principes ci-déssus concernant la transformation en mousse du bitume par l'eau s'appliquent également à la transformation en mousse d'autres matières visqueuses dans lesquelles l'eau est à peu près insoluble et à l'emploi de liquides volatils autres que l'eau pour transformer en mousse le bitume et d'autres matières visqueuses dans lesquelles ces liquides sont pratiquement insolubles. Il va de soi,d'après la description et les exemples ci-dessus, que l'invention peut satisfaire à toutes les conditions ci-dessus et permet ainsi de produire commodément une mousse utilisable en pratique. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de 1'invention. 71 01850 38 2077238 TABLEAU I Variables de travail Vapeur d'eau seule Eau et vapeur d ' eau Vapeur d'eau - - 2 Pression manométrique à l'ajutage, en kg/cm 2,1 Température (évaluée d'après les tables de tension de la vapeur d'eau) °C 134,4 Débit en Nl/mn 41 Débit en g/mn - 32 2,1 134,4 41 32 Eau Température d'injection, Débit en g/mn 134,4 35 Bitumes Débit en g/mn Rapport volumétrique vapeur d'eau/bitume ^ pour une pression manométrique de 2,1 kg/cm Rapport volumétrique eau/bitume 2500 5,5/1 2500 5,5/1 1 à 71 Mousses Temps nécessaire pour remplir un récipient de 2,7 1, en secondes 35 Poids de 2,7 1 de mousse en grammes 1450 Volume par gramme de bitume, en ml Température de la mousse dans le récipient, cC 140,6 3 1/2 161 16,8 136,1 71 01850 39 2077238 TABLEAU II Vapeur d'eau Eau et va-Variables de travail seule peur d'eau Vapeur d'eau 2 Pression manométrique à l'ajutage, kg/cm 2,1 2,1 Température (déterminée à partir des tables de tension de vapeur) °C 134,4 134,4 Température de la vapeur ou de l'eau et de sa vapeur à 12,7 mm de l'orifice de sortie de l'ajutage, en l'absence d'introduction de bitume, °C 82,2 82,2 Débit, en Nl/mn 250 250 Débit en g/mn 200 200 Eau Température d'injection, °C - 134,4 Débit en g/mn 0 140 Bitume Débit en g/mn 2500 2500 Rapport pondéral vapeur d'eau/bitume 1 à 12,5 1 à 12,5 Rapport volumétrique vapeur d'eau/bitume (sous 2,1 kg/cm , manométriques) 33 à 1 33 à 1 Rapport volumétrique eau/bitume - 1 à 17,9 Mousse Temps nécessaire pour remplir un récipient de 2,71,s 30 3,5 Poids de 2,7 1 de mousse, en g 1370 153 Volume par gramme de bitume, ml 2,0 17,7 Température de la mousse dans le récipient, °C 137,8 121,1 Mélange de sol Apparence bitume presque bitume bien complètement séparé mélangé Note 5 8 Teneur en bitume; % 3,5 3,5 71 01850 40 2077238 TABLEAU 111 Variables de travail Air comprimé seul Eau et air comprimé Air 2 Pression manométrique à l'ajutage, en kg/cm 2,1 Température à l'ajutage, °C 25,6 Température de l'air ou du mélange d'air et d'eau à 12,7 mm de l'orifice de sortie de l'ajutage en l'absence de courant de bitume 21,1 Débit en Nl/mn 210 2,1 25,6 18,3 210 Eau Température drinjeçtion, °C Débit en g/mn 18,3 120 Bitume Débit, g/mn Rapport volumétrique air/bitume sous une pression manométrique de 2,1 kg/cm^ Rapport volumétrique eau/bitume 2500 28 2500 28 1 à 20,8 Mousse Temps nécessaire pour remplir un récipient de 2,7 1, 40 en secondes Poids de 2,7 1 de mousse, en g 1900 Volume par gramme de bitume, ml 1,4 Température de la mousse dans le récipient, °C 140 3,5 131 20,6 124 Mélange avec un sol Aspect Note Teneur en bitume, °L proportion consi- dispersion dérable de parti- satisfaisante cules de bitume du bitume séparées 4 3,5 7 ' 3,8 TABLEAU IV Essai Pas de bitume Procédé à la vapeur d'eau saturante Procédé à l'eau --4 Nouveau poids moyen pour 3 briquettes d'essai (grammes) 1126 1118 1146 O Nouvelle hauteur moyenne pour 3 briquettes d'essai (centimètres) 6,40 6,325 6,375 co Ln Nouvelle densité moyenne des briquettes (numérique) 2,032 2,048 2,080 o Poids moyen en gramme pour le taux d'humidité correspondant à l'équilibre, traitement de 3 j à 60°C 1072 1072 1098 Teneur en humidité moyenne après durcissement, % 1,6 2,3 2,1 Valeur de la résistance avant et après l'essai d'imbibition température ambiante. Stabilomètre PH à 454 kg 5 * 5,14 5,10 h-4 " " à 907 kg 7 * 6,27 5,18 Déplacement, nombre de tours 5,68 4 3,08 à 4,05 3,38 à 4,0 Valeur de R 90 ± 95 à 75 96 à 83 Valeurs relatives de la stabilité avant et après l'essai SVE à 60° C Stabilomètre PH à 454 kg 6,12 '5,17 5,8 " " 907kg 8,24 7,28 6,12 " " 1361 kg 13,39 10,39 8,18 " " 1814 kg •18,60 14,52 11,26 " " 2267 kg 25,82 23,66 15,37 K) Déplacement - nombre de tours 5,08 à 4,06 3,55 à 4,43 3,10 à 2,85 O Stabilité relative 40 à 18 51 à 20 64 à 43 to CU CD TABLEAU IV (suite) Essai Pas de bitume Procédé à la vapeur d'eau saturante Procédé à l'eau O CD Ln O Essai de résistance . Cohésion mesurée au cohésiomètre 2 Résistance à la compression d'une éprouvette libre, kg/cm 277 ** 18,8 * 509 â 48 45,5 à 4,5 709 à 387 57,2 à 10,1 Indications concernant l'absorption d'eau. Gonflement, en centimètres 0,483 0,432 0,076 Perméabilité, en millilitres 500 450 210 Quantité d'eau absorbée pendant l'essai d'imbibition, grammes - 58 27 m n H H % ' - 5>4 2,4. Quantité d'eau absorbée au cours de l'essai SVE, grammes 81 60 19 n n n n > V 7>6 ,5'6 1,7. Résultats de l'essai Marshall Charge maximale (corrigée) en kilogrammes 2007 2268 2758 Indice d'écoulement, en millimètres 1,63 1,60 1,27 Teneur en humidité, % 1,2 , 1,6 1,3 -p-N> * Eprouvette affaissée après l'essai d'imbibition *£ L'éprouvette soumise à l'essai SVE s'est affaissée K> O -^1 K> UU 00 i 71 01050 43 2077238 TABLEAU V Conditions opératoires et résultats Température de 1rémulsion, °C 21 Débit de l'émulsion en g/mn 70 Température du bitume en °C 163 Débit du bitume en g/mn 2800 Rapport volumétrique eau/bitume 1/93 Volume de mousse en ml/g de bitume 20 TABLEAU VI Conditions opératoires et résultats Température du bitume, en °C 174 Débit du bitume en g/mn 2800 Température de l'eau, en °C 14 Débit de lleau en g/mn 29 Rapport volumétrique eau/bitume 1/97 2 Pression pendant l'opération, en kg/cm 0,84 Volume de mousse par gramme de bitume, en ml 15,2 71 01850 2077238 44 TABLEAU VII Température du polyéthylène, °C 171 Débit du polyéthylène en g/mn 2280 Température de l'eau, °C 134,4°C Rapport eau/polyéthylène 1/18 Volume de mousse par gramme de polyéthylène, ml 22 TABLEAU VIII Température du bitume, °C 177 171 174 177 174 Débit du bitume en g/mn 2800 2800 2800 2800 2800 Température d'injection de l'eau, °C 15 13,3 13,3 13,3 12,8 Rapport pondéral eau/asphalte 1:100 1:200 1:300 1:400 1:500 Pression manométrique, à l'entrée de l'ensemble de dispersion, kg/cm^ M 1,12 1,05 1,05 1,05 Volume de mousse, en ml/g d'asphalte 18,2 8 ,0 6,3 4,1 3,3 71 01850 45 2077238 REVENDICATIONS 1 - Procédé de production d'un matériau mousse par dispersion d'un porogène dans la matière de départ qui est à une température suffisamment élevée pour vaporiser ledit porogène, suivie d'une diminution de la pression 5 de manière à former une mousse, caractérisé en ce que le porogèneest un liquide insoluble dans la matière de départ. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute également un dispersant pour diviser le liquide en fines gouttelettes . 10 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caracté risé en ce que la matière de départ est une substance bitumineuse, de préférence de l'asphalte et le liquide est de l'eau, le rapport eau/substance bitumineuse étant de préférence compris entre 1/5 et 1/150. 4 - Procédé selon les revendications 2 et 3, caractérisé 15 en ce que le dispersant est de la vapeur d'eau. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le liquide est introduit dans.la matière de départ sous forme d'une émulsion. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce 20 que ledit liquide forme la phase continue de l'émulsion et en ce qu'un modificateur destiné à la matière de départ forme la phase dispersée. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'émulsion est une émulsion de cire minérale.