Brevet FR2193633A1 — publié le 19740222

La présente invention å la réalisation de laquelle ont collaboré Messieursl Bernard VOGT et Michel ROCHErconcerne un appareil de fractionnement de fluides mettant en oeuvre des fibres creuses, ainsi que le procédé permettant de réaliser cet appareil. Les opérations de fractionnement envisagées sont essentiellement les opérations d'échange (dialyse, osmose directe, échanges gaz-gaz, échanges liquidegaz) et les opérations de séparations (ultrafiltration, osmose inverse, perméation gazeuse) ; ces opérations peuvent bien entendu constituer des opérations d'enrichissement. Des appareils de fractionnement à fibres creuses sont déjà connus notamment par les brevets français 1.307.979, 1.340.495, 1.568.113 et 2.017.387. Le brevet français 1.307.979 décrit un appareil comportant un ou plusieurs faisceaux de fibres disposées linéairement, supportées à leursextrémités mais non pas en leur centre ; les faisceaux de fibres sont obtenus par enduction des extrémités des fibres creuses (préalablement coupées) à l'aide d'une matière adhésive mais cette technique comporte de grandes difficultés de réalisation car la matière adhésive a tendance à entrer dans les fibres et à les obturer. En outre, chaque faisceau élémentaire n'étant pas rigide, son remplacement est un peu incommode. Dans les brevets français 1.340.495 et 2.017.387 on a décrit des faisceaux de fibres creuses en forme de U dont les fibres ne sont supportées qutà leurs extrémités ; un tel appareil a plusieurs inconvénients, notamment par le fait qu'un faisceau ntétant pas rigide (les fibres sont souples) son remplacement est malaisé, surtout lorsque l'appareil est disposé horizontalement ou verticalement avec ouverture des fibres creuses vers le bas. De plus cet appareil ne permet guère de faire de l'échange entre deux fluides, mais seulement de la séparation à partir d'un fluide. Dans le brevet français 1.568.113 on a enfin décrit des appareils à fibres creuses dont les fibres sont enroulées transversalement sur un mandrin ceux ; cet agencement est en fait difficile à réaliser car il faut entailler les fibres creuses enroulées par une série de perforations radiales ; en outre cet appareil est essentiellement un appareil séparateur et ne peut servir comme appareil d'échange. Un but de l'invention est de réaliser des appareils de fractionnement n'ayant pas les inconvénients des appareils connus. Un autre but de l'invention est de réaliser des appareils de fractionnement à fibres creuses dé construction simple et aisée. Un autre but de l'invention enfin, est de réaliser certains appare?js###ayan't fibres creuses facilement interchangeables. Il a maintenant été trouvé que ces buts pouvaient être atteints grâce à un appareil caractérisé en ce qu'il comprend a) une enveloppe b) une pluralité de fibres creuses disposées en U c) une ame supportant les fibres creuses et placée à l'intérieur des branches du U. d) un dispositif de fixation des fibres entre elles à leurs extrémités, ce dispositif étant solidaire de l'âme. e) au moins un passage d'admission de fluide ménagé dans l'enveloppe f) au moins un passage de sortie de fluide ménagé dans l'enveloppe. Diverses variantes d'appareils ainsi constitués peuvent être réalisées, ces variantes étant plus spécifiquement adaptées au type de fractionnement recherché c'est ainsi qu'on peut distinguer les appareils Séparateurs (appareils d'ultrafil ration, appareils d'osmose inverse, appareils de perméation gazeuse) et les appareils échangeurs (dialyseurs, appareils d'échanges gaz-gaz, appareils d'échanges gaz-liquide, appareils d'osmose directe). Par dialyse on désigne particulièrement l'échange de solutés entre deux fluides liquides. Par ultrafiltration on désigne particulièrement la filtration sous pression de solutés ayant un poids moléculaire nettement plus important que celui du solvant dans lequel ils sont dissous, par exemple supérieur à 500. L'enveloppe des appareils selon l'invention comprend avantageusement deux éléments solidaires ou indépendants, l'un désigné ci-après par le terme carter, l'autre étant un couvercle. L'enveloppe a pour fonction d'isoler les fibres creuses et les fluides en circulation de l'extérieur. Le carter constitue habituellement la partie de l'enveloppe située autour des fibres creuses ; le couvercle constitue habituellement la partie de l'enveloppe à l'extrémité ouverte des fibres creuses ; ce couvercle peut être en outre divisé en au moins deux compartiments correspondant à chacune des branches du ou des faisceaux en U constitué par les fibres creuses, ces compartiments étant eux-mêmes munis chacun d'un passage d'admission ou sortie (selon e ou f). Les fibres creuses dont le nombre peut atteindre plusieurs milliers sont disposées habituellement sous forme d'un ou plusieurs faisceaux, ces faisceaux étant eux-memes en forme de U , éventuellement elles peuvent ne pas être tendues pour faciliter le passage de fluides entre elles. Il est bien entendu que dans le présent exposé, par l'expression fibres creuses, on désigne des fibres à forme tubulaire, c'est a' dire comportant en leur sein un canal continu disposé sensiblement selon l'axe de la fibre et exempt de matériau macromoléculaire. Les fibres creuses utilisables selon l'invention peuvent etre de tout type connu, en particulier il peut s'agir des fibres mentionnées dans les brevets français 1.307.979, 1.586.563 et 2.017.387 ; ces fibres peuvent être homogènes ou microporeuses ou anisotropes (c'est à dire "à peau") ; elles peuvent être obtenues par voie fondue, par vois sèche (évaporation de solvant) ou par voie humide (coagulation) ; les filières mises en oeuvre sont en pratique des filières à secteur ou ayant un orifice en forme de couronne. Les fibres utilisables dans l'invention ont un diamètre extérieur généralement inférieur à 1 mm, de préférence inférieur h0,6 mm et pouvant meme être compris entre 5 et 100 y. La nature précise des fibres creuses est choisie en fonction de l'application envisagée (dialyse, ultrafiltration, échanges gaz-gaz ou gaz liquide, etc) L'ame mentionnée ci-avant sous le paragraphe c) a pour fonction, en particulier, de supporter les fibres creuses, cette ame étant placée à l'intérieur du U constitué par les fibres creuses ; cette ame peut avoir d'autres fonctions ; notamment selon ce qui apparaitra ci-après elle peut être utile dans l'arrangement et la mise en place des fibres creuses ; elle peut aussi servir, comme ltenveloppe, à isoler les fibres. creuses du milieu extérieur. L'ame peut prendre les formes les plus diverses ; il peut s'agir d'une simple plaque ; mais d'une manière préférentielle l' me comprend au moins une gorge en forme de U, destinée à constituer un logement pour les fibres creuses ; par gorge en forme de U, on désigne non pas la forme d'une section de la gorge mais la forme générale de l'ensemble de la gorge. Une telle gorge en forme de U permet de mieux supporter les fibres creuses ; selon un mode de réalisation avantageux de l'invention l'amie peut être une barre profilée ayant une section en forme de H ; il peut aussi s'agir d'une barre profilée ayant une section en forme de croix ou meme d'étoile ayant un nombre pair de branches. Dans certains cas, notamment celui des appareils séparateurs dans lesquels le fluide sous pression circule à l'extérieur des fibres, l'amie peut être ajourée ou constituée d'un matériau poreux, et peut meme comporter un canal médian ; dans ce dernier cas, ce canal médian est avantageusement coaxial avec une tubulure du carter, cette tubulure constituant un passage d'admission du fluide à traiter ou de sortie du fluide traité selon points e et f ci-dessus) ; en outre ce canal médian est avantageusement relié à l'extérieur de l'amie par de petits canaux disposés radialement. Les appareils selon l'invention comprennent également, selon le paragraphe d) désigné ci-avant, un dispositif de fixation des fibres entre elles à leurs extrémités. Ce dispositif est habituellement une masse durcie (de préférence de la colle solidifiée) dans laquelle sont noyées les extrémités des fibres creuses, sans pour autant que le canal central de ces fibres soit obturé ; cette masse durcie fixe les fibres creuses non seulement les u#nes par rapport aux autres mais encore les fixe ensemble par rapport a'à l'âme ; enfin cette masse durcie fixant les fibres les unes aux autres n'est généralement pas une masse unique, mais plutot un ensemble de 2 n masses, n étant le nombre de faisceaux de fibres ; au point de vue chimique, cette masse durcie est généralement de la colle solidifiée ; comme colle on peut utiliser des colles à prise rapide ou lente, à 1 ou 2 constituants. Comme colles à prise rapide on peut citer les cyanoacrylates d'alcoyle ; comme colles à prise lente on peut citer les résines époxy ; mais il ne s'agit là que d'une liste non limitative ; d'autres colles sont citées en particulier dans le brevet français 1.307.979. Enfin selon les paragraphes e et f ci-avant, les appareils de l'invention comprennent au moins un passage d'admission de fluide (fluide à traiter) et au moins un passage de sortie de fluide (fluide traité). Ces passages, ménagés dans l'enveloppe, peuvent selon les cas être ménagés dans le carter et/ou le couvercle de l'enveloppe ; généralement le carter et le couvercle contiennent chacun au moins un passage d'admission ou sortie. Ces passages d'admission et sortie sont reliés les uns à la zone située à l'intérieur des fibres creuses et les autres à la zone située à l'extérieur des fibres creuses. Le nombre précis et la disposition des passages d'admission et/ou sortie de fluide dépend notamment et principalement du choix fait concernant les circuits de fluides à fractionner. C'est ainsi que, lorsqu'un appareil selon l'invention fonctionne comme un dialyseur, il comprend avantageusement au moins deux passages d'admission et deux passages de sortie, car en dialyse il est préférable d'avoir au moins deux fluides traversant l'appareil de part en part. Pour mieux faire comprendre la constitution des appareils selon l'in vention > différents aspects de ces appareils ainsi que des dispositifs intervenant dans leur construction ont été représentés sur les figures 1 à 15. Bien entendu ces représentations ont un caractère illustratif et non limitatif et l'on ne sortirait pas du cadre de l'invention en modifiant, adaptant, complètant ou supprimant des caractéristique mineures. La figure 1 est une vue éclatée en perspective d'un appareil selon l'invention. La figure 2 est une variante de l'appareil de la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des vues en coupes respectivement longltudinale rt t-ansversale d'un appareil selon l'invention et de forme voisine de celui de la figure 2. La figure 5 est une vue éclatéeen perspective I d'un appareil selon l'invention,cylindrique et avec âme en croix. La figure 6 représente une disposition des faisceaux de fibres creuses en U sur une ame en croix. La figure 7 représente une âme en croix perforée. La figure 8 représente une cellule unitaire de fractionnement. La figure 9 représente, en coupe, un appareil de fractionnement à plusieurs cellules unitaires Les figures 10 et 11 représentent deux types d'appareils utilisables pour la confection d'écheveaux destinés à la construction d'appareils de fractionnement selon l'invention. La figure 12 représente un type d'âme particulier spécialement adapté à la construction d'appareils de fractionnement selon l'invention. La figure 13 représente une âme porteuse d'un écheveau. La figure 14 représente une section d'un appareil selon l'invention tel que celui de la figure 1. Les figures 15 a à 15 c représentent une extrémité d'âme utilisable dans l'appareil de la figure 10. Plus spécifiquement, l'appareil de la figure 1 comprend - une enveloppe constituée d'un carten (l) et d'un couvercle de fermeture (3) ; lorsque l'appareil est monté, le carter cache entièrement les fibres creuses ; quant au couvercle il est lui-même divisé en deux compartiments (:il) et (12) et est réalisé de manière à assurer l'étanchéité entre les divers circuits de fluides. - une pluralité de fibres creuses (9) disposées en U ; les extrémités correspondant à l'une des branches du U débouchent dans l'un des compartiments (11) ; les autres extrémités débouchent dans l'autre compartiment (12). - une âme (2) ayant une section en forme de H et s'emboitant avec précision à l'intérieur du carter (1) ; ce dernier peut comporter une garniture, en mousse par exemple, ayant pour but d'éviter les volumes morts d'appareillage ; en (10) on a représenté une zone constituée de colle lorsque l'appareil est monté ; cette zone (10) assure une séparation dans le carter (l) qui évite, pour certaines applications le passage direct du fluide à séparer de la tubulure (4) à la tubulure (5) ; les applications où ce passage direct est à éviter sont surtout d'une part les opérations d'échange notamment la dialyse, et d'autre part les opérations de séparation (notamment l'ultrafiltration et l'osmose inverse) lorsque le liquide sous pression est à l'extérieur des fibres creuses. - une masse durcie (8) dans laquelle sont noyées (et par là-même fixées les unes aux autres) les extrémités ouvertes de toutes les fibres creuses-.; cette masse est en fait constituée de deux masses élémentaires, disposées symétriquement par rapport à l'âme ; cette masse durcie (8) adhère à l'azyme (2) et est constituée de colle durcie ; elle assure l'étanchéité entre circuits de fluides tant avec le carter (1) qu'avec le couvercle (3) et l'âme (2). - quatre tubulures d'admission et/ou sorties : (4), (5), (6) et (7) les tubulures (6) et (7) correspondent chacune et respectivement aux compartiments (12) et (11) du couvercle (3), ainsi qu'aux deux groupes d'extrémités de fibres creuses. Bien que cela n'ait pas été représenté sur la figure 1, le couvercle (3) et l'âme (2) ou le carter (4) peuvent être munis respectivement de têtons et trous (ou vice-versa) qui facilitent le positionnement et la fixation du couvercle lors du montage des appareils de fractionnement selon l'invention. En outre l'âme (2) peut comporter un rétrécissement sur la partie située hors de la masse (8), ce rétrécissement laissant un certains jeu aux fibres creuses ce qui peut faciliter les opérations de montage de l'appareil. L'appareil à 4 tubulures de la figure 1 peut fonctionner dans pratiquement toutes les applications des appareils de l'invention,en dialyse, osmose directe rechange gaz-liquide et échange gaz-gaz, où il y a circulation au travers de l'appareil de deux fluides différents, il y a deux tubulures d'admission de fluides par exemple (4) et (6) et deux tubulures de sortie de fluides, par exemple (5) et (7) ; l'un des fluides circule à l'intérieur des fibres creuses, l'autre fluide circulant à l'extérieur et autour des fibres creuses. Lorsque l'appareil selon l'invention est utilisé en ultrafiltration ou osmose inverse, la solution sous pression à fractionner peut être à l'intérieur ou à l'extérieur des fibres creuses. Lorsqu'elle est à L'extérieur des fibres creuses, elle est alimentée par la tubulure (4) et sort par la tubulure (5) tandis que l'ultrafiîtrat ou l'osmosat sort par les deux tubulures (6) et (7). Lorsque la solution à fractionner par ultrafiltration ou osmose inverse circule à l'intérieur des fibres creuses, elle est alimentée par la tubulure (6) et sort par la tubulure (7), (ou vice-versa), tandis que l'ultrafiltrat ou osmosat sort par les deux tubulures (4) et (5) (ou par une seule de ces deux tubulures si l'on bouche l'autre). En perméation gazeuse, les schémas de circulations de fluides sont semblables à ceux existant en ultrafiltration. L'appareil de la figure (2) se différencie de celui de la figure 1 par les éléments suivants - le carter (1) a lui-meme une forme de U en sorte que les cotés de l' me (2) participent avec lui au rôle d'enveloppe, d'isolement et de séparation entre l'intérieur et l'extérieur de l'appareil ; bien entendu, lorsque l'appareil est monté, les bords de l'âme (2) sont reliées au carter (1) par un moyen pour assurer l'étanchéité (par exemple : soudure, colle,...);la forme arrondiede#extr#mi# du carter (1) permet d'éviter des volumes morts (ces volumes morts sont néfastes dans certaines applications, par exemple ils peuvent être propices à des fermentations bactériennes). - il y a seulement trois tubulures d'admission et/ou sortie de fluide (4), (6) et (7) ; bien entendu cette particularité n'est pas liée à la forme du carter (1) et pourrait fort bien être mise en oeuvre avec un carter tel que celui de la figure 1 ; inversement un appareil tel que celui de la figure 2 pourrait comporter quatre tubulures d'admission et/ou sorties. Cet appareil de la figure 2 qui ne comporte que 3 tubulures est utilisable surtout en osmose inverse, ultrafiltration et perméation gazeuse. Pratiquement le fluide à fractionner entre par la tubulure d'admission (6) et ressort par la tubulure de sortie (7) ; l'osmosat ou l'ultrafiltrat ou le perméat sont collectés #à 'extérieur des fibres dans le carter(l)et sortent par la tubulure de sortie (4) ; selon une variante la tubulure (4) peut être disposée sur l'extrémité arrondie du carter (1). Les figures 3 et 4 représentent des coupes longitudinale et trans versale d'un appareil selon l'invention ayant des tubulures d'admission et/ou sortie telles celles de l'appareil de la figure 1 tandis que le carter et l'ame ont la forme et la disposition de ceux de l'appareil de la figure 2. La figure 3 est une coupe longitudinale selon III-III de la figure 4 ; la figure 4 est une coupe transversale selon IV-IV de la figure 3. Les chiffres (1) à (11) désignent les mêmes éléments dans les figures 1 et 2 d'une part et dans les figures 3 et 4 d'autre part. En (13) et (14) sont les zones de jointoiement entre l'amie (2) et le carter (1) ; l'étanchéité au niveau de ces jointoiements est assurée soit par de la colle soit par une soudure, de préférence une soudure effectuée par ultrasons. A la figure 14 on a représenté une coupe d'un appareil tel que celui de la figure 1 ; cette coupe montre un arrangement particulier de l'âme (2) et du carter (1) qui permet d'améliorer l'étanchéité et, par suite, conduit à un meilleur contact ou léchage des fluides à traiter avec les fibres creuses (cas de l'ultrafiltration, osmose inverse et perméation gazeuse avec fluide à traiter à l'extérieur des fibres creuses3de la dialyse et plus généralement des opérations d 'é#hange). L' me (2) en forme de Il supporte le faisceau (9) de filtres creuses. L'ensemble est contenu dans un carter (1) ; le carter (1) est muni de plusieurs saillies longitudinales (35) et (37) ; l'âme est munie des rainures correspondantes (36). Bien entendu on peut encore parfaire ltétanchéité par de la colle placée au niveau de ces saillies et rainures ou par un soudage ; les saillies telles que (35) peuvent laisser un certain vide (35) dans les rainures de l'âme. La figure 5 représente une vue éclatée en perspective d'un appareil de fractionnement selon l'invention cylindrique et ayant une âme en croix. Le carter (1) n'a été représenté qu'avec une seule tubulure (4) mais bien entendu selon l'utilisation on pourrait mettre en oeuvre un carter à deux tubulures ou plus. L'âme (2) en forme de croix comprend deux faisceaux indépendants (9) et (9') de fibres creuses en U ; la mise en oeuvre d'une âme en croix permet la réalisation d'appareil plus compacts. Le couvercle (3) a été représenté muni de 4 compartiments (11), (12), (11'), (12') et de 4 tubulures d'admission/ss@rtie (6), (6'), (7), (7'). Lorsqu'on utilise cet appareil en ultrafiltration on peut ultrafiltrer deux solutions différentes S1 et S2 : S1 est alimentée en (6) et sort en (7) ; est alimentée en (6') et sort en (7') ; les deux ultrafiltrats sont collectés dans le carter (1) et éliminés par la tubulure (4). Bien entendu, s'il n'est pas utile de fractionner deux solutions différentes S1 et S2 mais que l'on veuille fractionner une seule solution on utilise alors un couvercle (3) (non représenté) comportant seulement deux tubulures (6) et (7) et deux compartiments : d'une part (12) et (12') réunis en un compartiment d'autre part (:11) et (11') réunis en un. autre compartiment. Pour l'osmose inverse, l'ultrafiltration et la perméation gazeuse fonctionnant avec fluide à traiter situé à l'extérieur des fibres creuses, ou pour la dialyse, l'osmose directe et les échanges gaz-gaz ou gaz-liquide, l'appareil de la figure 5 est utilisé de préférence sous une forme modifiée : le carter (1) est alors muni de quatre tubulures, deux d'admission et deux de sortie , disposées chacune sur le côté des fibres creuses et au voisinage de leurs extrémités afin que le fluide à traiter soit en contact avec le maximum de la longueur des fibres creuses. Avantageusement on peut prévoir des rainures sur chaque aile de l'âme en croix et des saillies dans le carter, comme décrit précédemment pour la figure 14. La figure 6 indique une disposition détaillée avantageuse des faisceaux de fibres creuses en U à l'extrémité d'une âme en croix telle qu'utilisée dans la figure 5. La figure 7 représente une âme en croix ajourée par de nombreuses perforations ; comme il a été dit plus haut, l'utilisation dames en croix permet d'augmenter la compacité des appareils de fractionnement ; quant aux perforations, elles facilitent la circulation des fluides autour et å l'extérieur des fibres creuses 3 ces perforations sont avantageuses dans le cas d'appareils de séparation avec fluide sous pression à l'extérieur des fibres creuses, et principalement dans le cas d'appareils à plusieurs faisceaux dans le même carter (voir figure 9 décrite ci-après) ; les perforations peuvent être nombreuses au point que l'âme soit finalement une véritable grille, pourvu cependant qu'elle conserve sa rigidité ; en dialyse, on préfère utiliser des âmes non perforées.Bien entendu ces perforations peuvent également figurer sur des âmes ayant d'autres formes, notamment des âmes en forme de H selon les figures 1 à 4 ; enfin ces perforations peuvent non seulementiraverser les ailes de l'âme, mais encore sa partie centrale et, selon ce qui a été dit plus haut l'âme peut comporter un canal médian. La figure 8 représente une cellule unitaire de fractionnement particu lie'remuent adaptée pour les appareils de fractionnement où l'on veut que les fibres creuses soient interchangeables. Ces cellules unitaires de fractionnement constituent d'ailleurs également un objet de l'invention. Une cellule unitaire de fractionnement selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend b) une pluralité de fibres creuses disposées en U c) une âme supportant les fibres creuses et placée d l'intérieur des branches du U. d) un dispositif de fixation des fibres entre elles å leurs extrémités, ce dispositif étant solidaire de l'âme. g) un collier entourant le dispositif selon d). Les caractéristiques des éléments b, c et d sont semblables à celles décrites précédemment à propos des appareils de fractionnement. La cellule unitaire de fractionnement de la figure 8 comprend l'âme (2) (en forme de H dans ce cas particulier), le faisceau (9) de fibres creuses en forme de U dont les extrémités ouvertes sont noyées dans. une masse durcie (8) ; la caractéristique de cette cellule unitaire de la figure 8 est de comprendre un collier (15) dont une partie (16) est filetée ; ce collier est fixé à l'amie par soudage ou de préférence par collage ; le filetage (16) permet de visser l'ensemble à un carter ce qui assure amovibilité et interchangeabilité de cette cellule unitaire ; deux petits trous (17) permettent le vissage et le dévissage ; la partie rin filetée du collier est plus large que la partie filetée et constitue par là une butée de vissage, sur laquelle peut en outre se trouver un joint torique d'étanchéité (non représenté). Une variante non représentée sur la figure 8. consiste à fileter la partie la plus large du collier (15) pour y fixer, également par vissage, un couvercle (3). Lorsque les cellules unitaires de fractionnement ont une ame longue, il peut être avantageux de maintenir en place les fibres creuses par exemple par des élastiques pour éviter un fléchissement ou flottement de ces fibres. La figure 9 représente un appareil de fractionnement complexe muni de plusieurs cellules unitaires de fractionnement. Le carter (1) de cet appareil est solidaire d'une plaque de base (18) comprenant une série de logenents(34) dans lesquels sont introduites les cellules unitaires de fractionnement. Les colliers des cellules unitaires et les logements représentés à la figure 9 sont à paroi lisse ; le blocage des cellules unitaires est assuré d'une part par des épaulements tels que (19) et d'autre part par une glissière (20) (ou plaque deverrouillage) munie d'évidements (21) ; la dimension de ces évidements (21) correspond sensiblement à la dimension du collier (15) des cellules unitaires ; lorsque l'évidement (21) est en face du collier (15) la cellule unitaire peut être extraite de son logement ; lorsque la glissière (20) est déplacée, l'évidement (21) est décalé par rapport au collier (15) et la cellule unitaire est bloquée dans son logement ; un joint torique (22') assure l'étanchéité du système. On a représenté à la figure 9, une cellule unitaire dans son logement et une cellule unitaire sortie de son logement. Comme le montre clairement la figure 9 on peut utiliser aussi bien des cellules unitaires à ame en H (fig. 9 a) ou I ame en croix (fig. 9 b). Par ailleurs, les cellules unitaires de cette figure 9 qui ont un collier à paroi lisse peuvent être remplacées par des cellules unitaires à filetage telles que décrites à propos de la figure 8. Bien entendu, dans ce dernier cas, les logements (34) de la plaque de base (18) doivent être eux-mêmes filetés ; un tel arrangement permet d'éviter l'utilisation d'une plaque de verrouillage (20). Quant au couvercle (3), on a représenté à la figure 9 un couvercle unique recouvrant l'ensemble de toutes les cellules unitaires de fractionnement. Ainsi l'appareil de la figure 9 est spécialement adapté pour l'ultrafiltration et l'osmose inverse et la perméation gazeuse ; la circulation du fluide à fractionner (sous pression) à lieu entre les tubulures d'admission (4) et la tubulure de sortie (5) et les osmosatsou ultrafiltratsou perméatssont recueillis dans le couvercle (3) et sortent par la tubulure (6). Une variante de l'appareil de la figure 9 consiste à remplacer le couvercle unique (3) par une pluralité de couvercles correspondant chacun å une cellule unitaire. Bien entendu, et comme pour tous les appareils des figures précédentes on peut faire varier dans le couvercle et/ou le carter, le nombre de tubulures d'admission et/ou sortie selon qu'on veut procéder à de la dialyse ou d'autre méthodes de fractionnement, et selon que la circulation du fluide à fractionner doit s'effectuer à l'extérieur ou l'intérieur des fibres creuses. Un autre objet de l'invention a trait aux procédés de fabrication des appareils décrits ci-avant et plus particulièrement de l'ensemble faisceau-âme- carter ou faisceau-âme-collier ; comme il ressortira de la description qui va suivre, la simplicité de ces procédés constitue un avantage important de l'invention. Dans ce qui suit par l'expression "élément de fractionnement" on désigne soit une cellule unitaire (ensemble faisceau-âme-collier) soit un ensemble faisceau âme-carter. certaines Tous ces procédés possèdent en commun les étapes suivantes dont/peuvent être concomitantes, ou effectuées dans un autre ordre a) on bobine les fibres creuses de manière à constituer un écheveau on onplace cet écheveau sur une âme primaire en position longitudinale y.) on scelle les fibres à l'âme et les unes par rapport aux autres à l'aide d'un matériau (une colle généralement) durcissable, ce scellement étant réalisé avantageusement à une extrémité dé l'éche- veau ou selon une zone en forme de tranche sensiblement perpendi culaire aux fibres. 6) on fixe l'âme primaire et les fibres creuses à un collier ou carter. on ontronçonne l'écheveau de fibres creuses et éventuellement le collier ou carter. Dans la définition qui précède et dans ce qui suit on distingue entre ame primaire (2') et âme secondaire (2). L'âme secondaire (2) est identique à l'âme (2) dont il a été parlé précèdemment dans les appareils de fractionnement de 1 'in- vention ; l'âme primaire (2') est celle qui supporte l'écheveau de fibres creuses, la différence entre l'âme primaire (2') et l'âme secondaire (2) provient des éléments, éventuellement éliminés lors du tronçonnage ; si le tronçonnage n'affecte pas l'âme primaire (2') mais seulement les fibres creuses et la colle qui les assemble, alors l'âme primaire (2') et l'âme secondaire (2) sont identiques. Selon ce qui a été dit, la mise en oeuvre de ces diverses étapes conduit à un élément de fractionnement qui est soit une cellule unitaire lorsqu'en 6 on a utilisé un collier, soit un ensemble faisceau-âme-carter lorsqu'en 6 on a utilisé un carter. La construction de l'appareil complet de fractionnement doit être complétée bien entendu, éventuellement par la fixation de la cellule unitaire sur un carter, et dans tous les cas par la fixation d'un couvercle ; mais comme il s'agit là d'opérations du ressort de l'homme de l'art et qui sont d'autant plus évidentes que les moyens de fixation (filetage, colle, joint, plaque de verrouillage) ont été amplement détaillés dans la description qui précède, ces opérations ne seront décrites que succ#ctement. Bien entendu lorsqu'on construit des appareils complexes tels que celui de la figure 9, on fixe autant de cellules unitaires qu'il y a de logements dans le carter. Parmi les divers procédés possibles pour la construction d'éléments de fractionnement, trois d'entre eux P1, P2 et P3 sont spécialement avantageux et vont être décrits plus en détail. Le procédé P1-de construction d'appareils de fractionnement selon l'invent ion est caractérisé en ce que a1) on réalise un écheveau par bobinage de fibre (s) creuse (s) sur une âme primaire fixe en scellant les fibres à l'âme primaire et les unes par rapport aux autres au fur et à mesure de leur bobi nage, le scellement étant effectué soit 1 une extrémité de l'âme et de l'écheveau soit selon une tranche sensiblement perpendicu laire à l'âme primaire et à l'écheveau. on onplace un carter ou un collier autour de la zone scellée de l'écheveau. Y1) on scelle l'écheveau à ce carter ou collier 61) on tronçonne l'ensemble réalisé sous yl. Un appareil permettant de réaliser l'étape &alpha;1 du procédé P1 a été représenté à la figure 10. Dans cet appareil l'âme primaire (2') est placée au centre d'une roue (23) comportant une pluralité de bobines (24) sur lesquelles sont enroulées les fibres creuses. L'âme primaire (2'j est sensiblement fixe ou, animée d'un léger mouvement de va-et-vient selon une direction perpendiculaire au plan de la roue (23) pour améliorer la régularité de l'enroulement des fibres creuses. La roue (23) tourne,en sorte que les fibres creuses issues des bobines (24) s'enroulent autour de l'âme (2) pour constituer un écheveau (25). Au fur et à mesure de cet enroulement une ou plusieurs buses (26) répandent de la colle localement sur l'écheveau ce qui, avec une colle à prise rapide, permet d'effectuer en continu le scellement des fibres à l'âme et les unes par rapport aux autre Une variante d'une partie de cet appareil de la figure 10 a été représentée sur les figures 15 a) à 15 c) ; ces figures représentent l'extrémité de l'âme primaire (2') sur laquelle est enroulée l'écheveau. La figure 15 a) représente cette extrémité en vue de profil. La figure 15 b) représente une coupe de l'âme primaire selon XV b-XV b La figure 15 c) représente l'extrémité de l'âme primaire en vue de dessus. Cette ame primaire est munie d'uni orifice (39) par lequel on introduit la colle au fur et à mesure du bobinage ; cet orifice (39) est relié par l'intérieur de l'âme primaire à deux fentes (38) par lesquelles la colle peut s'écouler pour aller enduire les fibres. Cet arrangement des figures 15 a) à 15 c) permet de supprimer les buses (26) de l'appareil de la figure 10, ces buses pouvant, dans certains cas, gêner le bobinage. Un autre appareil permettant de réaliser L'étape a1 du procédé P1 a été représenté à la figure 11. Cet appareil comprend une plaque tournante (29) munie de bobines (24) de fibres creuses ; l'ame primaire en croix (2') est montée sur un support non représenté permettant d'assurer éventuellement une rotation de 1/4 de tour à l'âme (2'). Autour de l'âme primaire une roue (27) est munie d'anneaux guidefibres (28) ; en fonctionnement normal, l'âme primaire (2') est fixe ; la plaque (29) et la roue (27) tournent en sorte que les fibres creuses stenroulent sur l' me primaire de manière 1 constituer un premier écheveau (25) ; quand deux des gorges de l'âme primaire en croix sont pleines, on fait tourner l'âme primaire d'un quart de tour pour remplir les deux autres gorges d'un deuxième écheveau (25'). Comme å la figure 10, des buses (26) assurent l'alimentation en colle et le scellement en continu. Bien entendu ces buses (26) peuvent être supprimées à condition de munir l'âme primaire de fentes selon une disposition similaire à celle représentée sur les figures 15 a) à 15 c). L'étape t1 suivant l'étape al du procédé P1, consiste à placer un carter ou un collier autour de la zone scellée de l'écheveau ; cette mise en place s'effectue de manière à ce que l'ouverture du carter ou du collier soient dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'âme primaire et contenant le scellement effectué au cours de l'étape a1. Le scellement de l'écheveau au collier ou carter (étape yl) peut s'effectuer par injection de colle entre l'écheveau et le collier ou carter et contre eux, puis durcissement de la colle ; il est également possible et avan:ta eeux de souder l'âme primaire avec le collier ou carter ; le choix entre le le collage et le soudage dépend en particulier du type d'appareil choisi ; avec un appareil selon la figure 2 on préfère souder l' me au carter ; plus précisément le soudage peut être réalisé avec ou sans apport de matière ; il peut s'agir de th~rmosoudage classique ou de soudage par ultra-sons. Une fois ces étapes a1 a' Yl réalisées, on procède au tronçonnage (étape 61) de l'ensemble obtenu ; on tronçonne à la fois l'écheveau de fibres, la masse durcie du scellement, l'âme primaire et éventuellement le carter ou collier ; en général on n'évite le tronçonnage du carter,ou collier seulement si l'on peut tronçonner l'écheveau selon un plan situé à la surface du collier ou carter c'est à dire au ras du collier ou carter. Si le scellement a été réalisé vers une extrémité de l'écheveau, la partie longue (faisceau de fibres creuses en U supporté par l'âme secondaire) obtenue par tronçonnage est seule conservée pour constituer l'élément de fractionnement selon l'invention ; si le scellement a été réalisé au milieu de ltécheveau, on obtient par tronçonnage deux faisceaux de fibres creuses en U utilisables chacun pour constituer un élément de fractionnement selon l'invention. La figure 13 montre, dans le cas d'une âme primaire (2') en forme de H, (représentée en vue de profil et en vue de dessus) portant un écheveau (25) de fibres creuses, deux plans YY' et ZZ' selon lesquels l'écheveau et l'âme primaire peuvent être tronçonnés ; le plan ZZ' correspond au tronçonnage de l'écheveau à l'une de ses extrémités ; seules les parties de droite des fibres et de l'écheveau sont conservées ; le plan YY' correspond au tronçonnage de l'écheveau en son centre, selon une tranche sensiblement perpendiculaire aux fibres : les deux moitiés issues du tronçonnage peuvent etre conservées pour permettre la construction de cellules unitaires de fractionnement ou d'appareil de fractionnement selon l'invention. Sur cette figure 13 le collier ou carter scellé à l'ensemble écheveauame n'a pas été représenté mais, comme il a été dit plus haut, le tronçonnage selon les plans YY' ou ZZ' soit tronçonne également le collier ou carter, soit est effectué au ras du collier ou carter. Le tronçonnage lui-même peut être réalisé par tout moyen connu en soi, notamment par cisaillage ou sciage ; il est avantageusement complété par un rabotage, par exemple à l'aide d'un microtome qui rend la coupure plus nette. La figure 12 représente un type d'âme primaire spécialement conçu pour faciliter le tronçonnage ; cette ame primaire comporte essentiellement deux parties : l'une est allongée et constituera (après tronçonnage) l'amie secondaire (2) qui est l'âme proprement dite montée dans les appareils de fractionnement de l'invention ; cette partie allongée comporte une extrémité plane (30) ; l'autre partie de l'aine primaire est un étrier (31) comportant deux tâtons (32) correspondant à deux trous (33) prévus dans l'amie secondaire (2). Une telle âme primaire peut être modifiée par exemple pour constituer une âme en croix, auquel cas l'étrier est également en forme de croix et/88Mporter quatre têtons. Avec une ame primaire telle que celle de cette figure 12, l'opération a1 du procédé P1 est réalisée avantageusement de manière que le scellement soit situé au niveau de l'extrémité plane (30) ; le tronçonnage lui-même est également effectué au ras du plan (30). Ce système facilite considérablement le tronçonnage en effet il ne reste guère plus que les fibres creuses et les têtons à tronçonner, et non plus le corps de l'âme primaire ; en retirant à temps ltétrier on peut d'ailleurs éviter même de tronçonner les têtons. Parmi les procédés de construction des appareils de fractionnement selon l'invention, un autre procédé, P2, est également avantageux et va être décrit ci-après en détail. Ce procédé P2 est caractérisé en ce que on onplace longitudinalement un écheveau de fibres creuses sur une âme primaire, soit par bobinage direct des fibres creuses sur cette âme, soit par bobinage sur un support d'enroulement inter médiaire et transfert de l'écheveau sur l' me primaire. on os place le collier ou carter sur l'ensemble âme-écheveau réalisé en a2 y2) on scelle l'ensemble fibres- me-carter ou-collier réalisé en on ontronçonne ensemble scellé réalisé en y2. L'intérêt de ce procédé réside notamment dans le fait qu'un seul scellement est à effectuer. Le bobinage selon a2 peut s'effectuer selon les techniques décrites ci-avant, avec support d'enroulement fixe ; inversement on peut aussi effectuer le bobinage avec un support d'enroulement tournant. Le support d'enroulement peut être constitué par l'âme primaire ou par l'âme secondaire (fig. 12) ; lors qu'on utilise un support d'enroulement intermédiaire ne comprenant pas l'âme, on préfère que ce support d'enroulement soit rétractable ce qui permet d'en sortir aisément l'écheveau pour le transférer sur l'âme primaire. Le placement du carter ou collier de l'étape # 2 se fait dans les conditions décrites à propos de l'étape ssidu procédé P1 ; il faut signaler que dans certains cas il y a à réaliser des scellements ou jointoiements pour assurer certaines étanchéités (voir plus haut ce qui concerne la zone (10) de la figure 1). Le scellement de l'étape yl se fait de préférence par injection d'agent de scellement (colle en général) entre les fibres creuses, l'âme et le collier ou carter puis durcissen.ent de la colle ~ il faut noter que, en raison de l'arrangemeffl en écheveau des fibres, il n'y a pas-de risque d'intrusion de colle à l'intérieur des fibres et il n'y a donc pas de précaution particulière à prendre pour #éviter l'entrée de l'agent scellement dans les fibres. L'injection de colle entre les fibres creuses est en pratique considérablement facilitée par des vibrations à basse fréquence de l'ensemble me- écheveau ; ces vibrations permettent un débullage de la colle ainsi qu'une meilleure répartition des fibres et de la colle. Enfin le tronçonnage de l'étape ô2 s'effectue dans les conditions décrites à propos de l'étape 61. Enfin le troisième procédé P3 de construction d'appareil de fractionnement est caractérisé en ce que a3) on place longitudinalement un écheveau de fibres sur une âme primaire, soit par bobinage direct de fibres creuses sur cette ame primaire, soit par bobinage sur un support d'enroulement intermédiaire et transfert de l'écheveau sur l' me primaire. ss3) on scelle les fibres les unes aux autres et à l'âme, cette étape étant soit concomitante avec a3 soit subséquente. y3) on tronçonne l'ensemble écheveau-âme primaire. 63) on fixe l'ensemble âme secondaire-faisceau de fibre à un carter ou collier. Les modalités des diverses étapes a3 à 63 sont semblables à celles des opérations correspondantes des opérations Plet P2 ; ce procédé P3 est spécialement intéressant pour des appareils dans lesquels l'ame secondaire joue partiellement le rôle d'enveloppe (cas de la figure 2 notamment). Selon ce qui a été dit plus haut, les éléments de fractionnement construits par les procédés P1, P2 ou P3 doivent être complétés pour réaliser un appareil de fractionnement complet selon l'invention ; s'il s'agit d'une cellule unitaire (faisceau de fibres creuses + âme + collier) il faut ajouter un carter et un couvercle ; s'il s'agit d'un ensemble fibres creuses + ame + carter, il faut ajouter un couvercle. Le mode de fixation d'un couvercle (3) dépend notamment de l'aptitude au démontage désirée pour l'appareil de fractionnement ; s'il n'est pas nécessaire de démonter l'appareil par exemple pour réparation ou nettoyage, il suffit alors de coller (QU souder) le couvercle d'une part au carter (1) et -d'autre part à l'extrémité de l'âme secondaire ; si l'on veut pouvoir démonter l'appareil, le couvercle (3) est de préférence amovible et on utilise alors tout système connu en soi de fermeture ouvrable ; l'étanchéité de l'appareil est alors réalisée à l'aide de joints qui sont serrés par le système de fermeture. Le corps des appareils de fractionnement selon l'invention, tant en ce qui concerne notamment le carter que le couvercle, l' me et le collier, peut être en tout matériau solide, rigide et étanche, notamment en métal ou de préférence en polymère synthétique. Comme il a été indiqué plus haut les appareils de fractionnement selon l'invention sont utilisables en dialyse, ultrafiltration, osmose inverse et perméation gazeuse ; diverses applications plus précises sont telles que celles citées dans le brevet français 1.307.979 ; il faut spécialement citer comme application intéressante le rein artificiel à dialyse et/ou ultrafiltration, et le poumon artificiel. Les avantages principaux des appareils de fractionnement de l'invention sont leur facilité de construction et les possibilités de réaliser des faisceaux amovibles, interchangeables, simples ou multiples. REVENDICATIONS 1) - Appareil utilisable notamment pour le fractionnement de mélanges fluides caractérisé en ce qu'il comprend a) une enveloppe b) une pluralité de fibres creuses disposées en U c) une ame supportant les fibres creuses et placée å l'intérieur des branches du U. d) un dispositif de fixation des fibres entre elles à leurs extré mités, ce dispositif étant solidaire de l'ame. e) au moins un passage d'admission de fluide ménagé dans l'envelct f) au moins un passage de sortie de fluide ménagé dans l'enveloppe. 2) - Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée d'un couvercle et d'un carter. 3) - Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'amie comprend au moins une gorge en forme de U. 4) - Appareil selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l' me a une section en forme de H ou de croix. 5) - Appareil selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ame constituesune partie de l'enveloppe. 6) - Appareil selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ame est ajourée ou poreuse. 7) - Appareil selon la revendication 6 caractérisé en ce que l' me comporte'un canal médian, ce canal étant éventuellement relié à ltextérieur de l'amie par des canaux en position radiale. 8) - Appareil selon l'une des revendications 2 à 7 caractérisé en ce que le couvercle est muni d'au moins deux compartiments correspondant/chacune des branches du ou des faisceaux en U de fibres creuses, ces compartiments étant chacun muni d'un passage d'admission ou sortie. 9) - Appareil selon l'une des revendications précéde Ldctérisé en ce que le dispositif selon d) est une masse durcie, de préférence de la colle solidifiée, dans laquelle sont noyées les extrémités non obturées des fibres creuses. 10) - Appareil selon l'une des revendications 4 à 9 caractérisé en ce que l'extrémité de l'ame à section en H est arrondie et que le carter a une forme de U. 11) - Appareil selon l'une des revendications 2 å 10 caractérisé en ce qu'il comprend deux passages d'admission et deux passages de sorties, le carter comprenant un passage de chacune de ces deux catégories et le couvercle comprenant les deux autres passages. 12) - Appareil selon l'une des revendications 2 à 10 caractérisé en ce qu'il comprend un passage d'admission et deux passages de sorties ; un passage de sortie étant ménagé dans le couvercle et relié à l'intérieur des fibres creuses, les deux autres passages étant ménagés dans le carter et reliés à l'extérieur des fibres creuses. 13) - Appareil selon l'une des revendications 2 à 10 caractérisé en ce qu'il comprend un passage d'admission et deux passages de sorties, un passage de sortie étant ménagé dans le carter et relié à l'extérieur des fibres creuses, les deux autres passages étant ménagés dans le couvercle et reliés à l'intérieur des fibres creuses. 14) - Cellule unitaire de fractionnement caractérisée en ce qu'elle comprend b) une pluralité de fibres creuses disposées en U. c) une ame supportant les fibres creuses et placée à l'intérieur branches du U. d) un dispositif de fixation des fibres entre elles à leurs extré mités, ce dispositif étant solidaire de l'âme. g) un collier entourant le dispositif selon d). 15) - Cellule selon la revendication 14 caractérisée en ce que le collier est fileté. 16) - Appareil selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de cellules selon les revendications 14 ou 15. 17) - Procédé de fabrication d'un élément de fractionnement c'est å dire d'une cellule unitaire ou d'un ensemble faisceau de fibres-ame-carter caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes concomitantes ou subséquentes a) on bobine les fibres creuses de manière à constituer un écheveau on onplace cet écheveau sur une ame primaire en position longitu dinale. y) on scelle les fibres à l'amie et les unes par rapport aux autres à l'aide d'un matériau (une colle généralement) durcissable, ce scellement étant réalisé avantageusement à une extrémité de l'écheveau ou selon une zone en forme de tranche sensible ment perpendiculaire aux fibres. 6) on fixe l'aune primaire et les fibres creuses à un collier ou carter. c) on tronçonne l'écheveau de fibres creuses et éventuellement le collier ou carter. 18) - Procédé de fabrication d'un appareil selon l'une des revendications 2 à 13 caractérisé en ce qu'on complète le procédé selon la revendication 17, par la fixation d'un couvercle et éventuellement d'un carter. 19) - Procédé selon l'une des revendications 17 ou 18 caractérisé en ce que a1) on réalise un écheveau par bobinage de fibre (s) creuse (s) sur une âme primaire fixe en scellant les fibres à l'ame primaire et les unes par rapport aux autres au fur et à mesure de leur bobinage, le scellement étant effectué soit à une extrémité de l'âme primaire et de l'écheveau soit selon une tranche sensiblement perpendiculaire à l'amie primaire et à l'écheveau. on onplace un carter ou un collier autour de la zone scellée de l'écheveau. on onscelle l'écheveau à ce carter ou collier. 61) on tronçonne l'ensemble réalisé sous yl. 20) - Procédé selon l'une des revendications 17 ou 18 caractérisé en ce que a2) on place longitudinalement un écheveau de fibres creuses sur une âme primaire soit par bobinage direct de fibres creuses sur cette ame primaire, soit par bobinage sur un support d'enroulement intermêdiaire et transfert de l'écheveau sur l'âme primaire. 82) on place le collier ou carter sur l'ensemble âme-écheveau réalisé en a Y2) on scelle l'ensemble fibres-ame-cart@r ou-collier réalisé en ô2) on tronçonne l'ensemble scellé réalisé en y2 21) - Procédé selon l'une des revendications 17 ou 18 caractérisé en ce que a3) on place longitudinalement un écheveau de fibres sur une âme primaire, soit par bobinage direct de fibres creuses sur cette âme primaire, soit par bobinage sur un support d'enroulement intermédiaire et transfert de écheveau sur l'âme primaire. on on scelle les fibres les unes aux autres et à l'âme primaire, cette étape BJ étant soit concomitante avec a3 soit subséquente. y3) on tronçonne l'ensemble écheveau-ame-primaire. 63) on fixe l'ensemble âme secondaire-faisceau de fibres 1 un carter ou collier. 22) - Procédé selon la revendication 19 caractérisé en ce que l'âme primaire est munie d'une fente par laquelle on introduit la colle pour effectuer le scellement de l'étape a1. 23) - Procédé selon l'une des revendications 17 à 22 caractérisé en ce que la constitution de l'écheveau s'effectue par bobinage sur l'âme primaire fixe à l'aide d'une roue tournante portant des bobines de fibres ou des anneaux guide-fibres. 24) - Procédé selon. la revendication 21 caractérisé en ce que le carter est fixé à l'ame par soudage, de préférence soudage aux ultra-sons. 25) - Procédé selon l'une des revendications 19, 20 et 22 caractérisé en ce aile le tronçonnage s'effectue au ras de l'ouverture du collier ou carter. 26) - Procédé selon l'une des revendications 17 à 25 caractérisé en ce que l'âme primaire est constitué par une âme secondaire et un étrier. 27) - Procédé selon la revendication 26 caractérisé en ce que le tronçonnage est effectué au ras de l' me secondaire. 28) - Application des appareils selon l'une des revendications 1 à 16 aux opéra tions d'échange telles que dialyse, échanges gaz-gaz, échanges gaz-liquide, osmose directe ou aux opérations de séparations telles que ultrafiltration, osmose inverse, perméation gazeuse.