Brevet FR2212166A1 — publié le 19740726

La présente invention à la réalisaticn de laquelle ont collaboré Messieurs Jean ROGET, Miche SALON et Renard VOGT, concerne un appareil de fractionnement de fluides mettant on oeuvre des fibres creuses, et concerne plus particulièrement un élément (ou cartouche) de fractionnement, cet élément comportant les fibres creuses étant de préférence amovible dans ledit appareil. Les opérations de fractionnement envisagées sont essentiellement les opérations d'échange (dialyse, osmose directe, échanges gaz-gaz, échanges liquides-gaz) et les opérations de séparations (ultrafiltration, osmose inverse, perméation gazeuse) ; ces opérations peuvent bien entendu constituer des opérations d'enrichissement. Il existe de nombreux appareils ayant des fibres creuses sur toute leur longueur à titre de membranes semi-pernéables. Dans les premiers appareils décrits, les fibres (ou petits tubes) étaient assez éloignées les unes des autres [ c. J. Walters, Petroleun Refiner 38 (5) 147-151 (1959) ; brevet américain 2.972.349 ] et de ce fait la surface d'échange ou de séparation par unité de volume était' assez faible. Les fibres furent alors disposées en une pluralité de faisceaux, les fibres à l'intérieur d'un faisceau élémentaire se touchant pratiquement toutes aux extrémités dudit faisceau et étant réunies auxdites extrémités par. une résine imperméable vis à vis des fluides (cf brevet français 1.307.979 et 1.227.030).Dans ces derniers appareils, lorsqu'on traite des liquides, notamment en ultrafiltration ou osmose inverse, on peut faire circuler le liquide sous pression à l'intérieur ou I l'extérieur des fibres. Lorsquton opère avec le liquide sous pression circulant à 1 1intérieur des fibres il y a des risques d'encrassement ou de colmatage du canal de chaque fibre notamment avec les produits visqueux ou chargés. On a alors intérêt à travailler Urec le liquide sous pression circulant à 1 'extérieur des fibres, mais il se pose le problème d'avoir un balayage correct de la majorité des fibres par le liquide sous pression. Il faut prévoir, dans ce cas des dispositifs assurant une bonne répartition de ce liquide à ltextérieur des fibres, que ce soit par une opération d'échange telle que la dialyse (rein artificiel) ou osmose directe, ou une opération de séparation, telle que l'ultrafiltration ou l'osmose inverse. Des solutions ont été proposées, notamment par la demande français e 2.006.486 dans laquelle les petits tubes d'un hémodialyseur sont séparés par un treillis en matière plastique non tissé qui empêche leur contact et assure une meilleure répartition du liquide de dialyse à l'extérieur des petits tubes. D'autres solutions ont été apportées, par exemple par le brevet français 2.024.279 dans lequel un tube perforé est disposé sensiblement dans l'axe d'un faisceau de fibres creuses en U toutes parallèles entre elles, et par le brevet français 2.111.382 dans lequel les fibres sont disposées autour d'une bande perforée. Il a maintenant été trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention un appareil de fractionnenent à fibres creuses caractérisé en ce qu'il comprend, a) une enveloppe, b) une pluralité de fibres-creuses (et éventuellement des fibres ou fils pleins) disposées en nappe enroulée en spirale, les fibres étant entrelacées ou entrecroisées, c) des moyens permettant d'une part la séparation du fluide circulant à ltextérieur des fibres creuses d'avec le fluide circulant à l'intérieur des fibres creuses et d'autre part la fixation de la nappe enroulée en spirale (b) à tout ou partie. du reste de l'appareil. d) au, moins un passage d'admission de fluide ménagé dans l'enveloppe, e) au moins un passage de sortie de fluide ménagé dans 1', enveloppe, l'un des passage désigné sous Cd) ou (e) étant un mandrin creux sur lequel la nappe de 'fibres (b) est enroulée en spirale. Diverses variantes d'appareils ainsi constitués peuvent etreréalisées, ces variantes étant plus spécifiquement adaptées au.type de fractionnement recherché ; c'est ainsi qu'on peut distinguer les appareils séparateurs (appareils d'ultrafiltration, 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 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. il est bien entendu que dans le présent exposé, par l'expression fibres creuses, on désigne des fibres de forme tubulaire, c'est à dire comportant en leur sein un canal continu disposé sensiblement selon l'axe de la fibre et exempt de-matériau macromoléculaire. Les fibres creuses utilisabies selon l'invention peuvent être 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 et américain 3.674.628 ; ces fibres peuvent être homogènes ou microporeuses ou anisotrepes (c'est à dire "à peau") ; elles peuvent être obtenues par voie fondue, par. voie sèche (évaporation de solvant) ou par voiehumide (coagulation) les filières mises en oeuvre sont. en pr@@@@@@ d@@ fillères à secteur ou ayant u norifice on forme de couronne. Les fibr@@@ utili@@@des @@@@ l'Invention ont un diamètre extérieur généralement inférieur à 1 @@, de préférance inféricur à 0,5 mm et pouvant méme être compris entre 5 et 100 . La nature précise das fibres creuses est choisie en fonction de l'application envisagée (dialyse, ultrafiltration, échanges gaz-gaz ou gaz liquide, etc). L'enveloppe des appareils selon l'invention comprend avantageusement deux sortes d'61ement solidaires ou indépendants : d'une part le carter et d'autre part au moins un flasque. L'enveloppe a pour fonction d'isoler les fibres creuses et les fluides en circulation d'avec l'extérieur de l'appareil. Le carter constitue habituellement la partie de l'enveloppe située autour des parois" du cylindre constitué par la nappe de fibres creuse, le ou les flasques étant situés aux extrémités de ce cylindre. Le carter peut être d'une seule pièce ou être constitué de deux demi-coquilles. La nappe de fibres creuses enroulée en spirale est de préférence une nappe tissée (ou tissu) mais les fibres creuses peuvent être entrelacées ou entrecroisées selon tout autre mode connu en soi ; il peut ainsi s'agir de nappe tricotée. Les nappes de fibres creuses peuvent être constituées uniquement de fibres creuses ou conjointement de fibres creuses et de fils pleins, la proportion de fibres creuses ouvertes à au moins une de leurs extrémités (cette extrémité ouverte débouchant sur l'un des bords du cylindre constitué par la nappe enroulée en spirale) étant de préférence supérieure à 50 % en nombre, avantageusement supérieure à 90 % (proportion par rapport à l'ensemble des fibres creuses et pleines). # L'enroulement en spirale de la nappe de fibres creuses peut etre fait, dans le cas de fibres tissées, soit en droit-fil soit en biais. Les appareils selon l'invention comprennent également, selon le paragraphe c) désigné ci-avant un dispositif assurant la séparation des courants de fluide et la fixation de la nappe de fibres creuses à tout ou partie du reste de l'appareil ; ces moyens (c) permettent en outre de fixer entre elles, les extrémités des fibres creuses. Ce dispositif est habituellement constitué principalement d'au moins une masse durcie (de préférence de la colle solidifiée) dans laquelle sont noyées les extrémités de la nappe de fibres creuses enroulée en spirale et par conséquent, dans laquelle sont noyées, les extrémités des fibres creuses abouti@@@@ à l'une de@ extrémités du cylindre constitué par la nappe spiralée, sans pour autant que le canal central desdites fibres soit obturé ; les deux extrémités du cylindre constitué par la nappe spiralée, ou seulement l'une d'entre elles, peuvent. être munies d'une telle masse durcie incluant des extrémités ouvertes de fibres creuses. Une telle masse durcie dans laquelle aboutissent ces extrémités ouvertes de fibres creuses est en outre, selon-l'invention, raccordée à ltenve- nappe (a) de manière à assurer l'étanchéité entre les fluides circulant à l'intérieur et l'extérieur des fibres creuses ; aussi les extrémités ouvertes des fibres creuses noyées dans ladite masse durcie débouchent sur un compartiment isolé du fluide circulant à l'extérieur des fibres creuses. Bien entendu les fibres creuses ne débouchant pas sur un tel compartiment isolé du fluide circulant à l'extérieur des fibres creuses, doivent être obturées par tout moyen connu en soi, par exemple par une couture ou une soudure ou à l'aide de colle Au point de vue chimique, la ou les nasses durcies définies ci-avant sont 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. L'ensemble de la nappe spiralée de-fibres creuses (b) munie éventuellement des moyens de séparation de fluides et de fixation de la nappe (c), ainsi que du mandrin creux qui est l'un des passages d'admission et/ou sortie de fluides selon (d) ou (e) constituent indépendanment de l'enveloppe, un produit nouveau, également objet de l'invention, et qui, sera désigné ci-après par l'expression cartouche élémentaire. Enfin selon les paragraphes (d) et (e) 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 selon les cas être ménagés dans le carter et/ou le ou les flasques ; généralement le carter et le ou les flasques contiennent chacun au moins un passage d'admission ou sortie Ces passages d'admission et sortie sont reliés les uns à la ône située à l'intérieur des fibres creuses et les autres à la zone située à l'exté- rieur des fibres creuses. Le nombre précis et la disposition des passages d'adnission et/ou sortie de fluide dC.pnd no-t.:m-ent et principale.ment du choix fait concernant les circuits dc fluides o fractionner. C'c-st ainsi que, lorsqu'un appareil selon l'invention fonctionne comme un dial;seur, il cowpleiid avantageusement au rotins deux passages d d'admission et deux passages -'e sortie, car en dialyse il est préférable d'avoir, au deux fluides traversant l'appareil de part en part. Pour micu:-: faire comprendre la constitution des appareils selon l'invention, différents aspects de ces appareils ainsi que des dispositifs interne nant dans leur construction ont été représentés sur les figures 1 à 14. Bien entendu du ces représentations schématiques et sans échelle déterminée ont un caractère illustratif et non limitatif et l'on ne sortirait pas du cadre de l'invention en modifiant, adaptant, complétant ou spprimant des caractéristiques mineures. Certaines de ces figures (3 à 6 et 11) se rapportent plus spécialement à un procédé de réalisation des appareils de l'invention, mais ce procédé sera décrit conjointement aux appareils car cela permet de mieux comprendre la constitution interne et intime des appareils selon l'invention. La figure 1 représente un mandrin servant d'une part de passage d'admission ou de sortie de fluide dans les appareils de l'invention et servant d'autre part de support d'enroulement en spirale de la nappe de fibres creuses. La figure 2 représente un mode de réalisation d'une extrémité du mandrin de la figure 1. La figure 3 représente une cartouche élémentaire en cours de réalisation avec enroulement en spirale de la nappe de fibres creuses autour d'un mandrin. La figure 4 représente une nappe de tissu de fibres creuses enroulée sur un mandrin, le 'droit-fil du tissu étant parallèle à l'axe de la nappe en spirale. La figure 5 représente une nappe de tissu de fibres creuses enroulée sur un mandrin, le tissu étant en biais par rapport à ltaxe de la nappe en spirale. La figure 6 représente une cartouche élémentaire en voie de réalisation, avant ouverture des fibres creuses à l'une seulement des parois d'extrémités de la nappe spiralée. La figure 7 représente une section selon un plan contenant l'axe d'une cartouche élémentaire dont les fibres creuses ne sont ouvertes qu'à une paroi d'extrémité. Les figures 8 à 10 représentent des coupes d'appareils selon l'invention munis de trois passages d'admission et/ou sortie de fluides, les trois figures se distinguant par la disposition relative desdits passages et des circulatiolis de fluide correspondant. La figure 11 représente une cartouche élémentaire en voie de réalisation, axant ouzerture des fibres creuses aux deux parois d'extrémités de la nap spiralée. La figure 12'représente une section selon un plan contenant ltàxe d'une cartouche élémentaire dDnt les fibres creuses sont ouvertes aux 2 pavois dtextremités de la nappc spiralée. La figure 13 est une vue on pcrspcctive d'une cartouche Ulémentaire. La figure 14 représente une coupe d up,zreil selon 1 'inventio muni de deux passages d'admission et deux passages de sortie de fluide. Plus spécifiquement le mandrin représenté en perspective 8 la figure 1 est constitué d'un tube (6) creux ajouré par une série de perforations (1). Les perforations peuvent être de formes les plus diverses ; il peut d'ailleurs s'agir de rainures. Ces perforations ont pour but de permettre la circulation de fluides entre l'extérieur des fibres creuses de la nappe et l'intérieur (2) du mandrin creux ; cette circulation a lieu soit dans un sens soit dans l'autre, le mandrin pouvant, selon les cas, jouer aussi bien le rôle de passage d'admission de fluide que de passage de sortie de fluide. De façon avantageilfe le tube creux (2) interne au mandrin est obturé à l'une de ses extrémités par une cloison (3) comme le montre la figure 2 ; il est en effet généralement inutile que les deux extrémités du mandrin servent à l'admission ou à la sortie de fluide. La figure 2 représente en coupe longitudinale, une extrémité du mandrin de la figure 1 ; un filetage (4) (facultatif) à l'intérieur d'une extrémité permet, comme le montre la figure 3, de fixer un embout (5) permettant de tenir le mandrin (6) lors de ltenroulement de la nappe de fibres creuses toutefois selon un autre mode de réalisation de l'invention, il suffit d'enrouler la nappe de fibres creuses sur un mandrin long qui est ensuite sectionné pour être raccourci. La figure 3 illustre un mode de réalisation d'une cartouche élémentaire ; selon cette figure, le mandrin (6) associé à l'embout (5) tourne sur son axe. La nappe (7) de tissu de fibres creuses est enroulée sur ce mandrin le début (c'est à dire le bord placé en tête de la nappe peut éventuellement avoir été collé sur le mandrin pour améliorer l'entrainement de la nappe (7) par le mandrin (6) lors de son enroulement ; par ailleurs, au fur et à mesure de l'enroulement de la nappe, deux buses (8) et (9) répandent de la colle à ltendroit ou la nappe plane commence à s'enrouler ; il s'agit de préférence d'une colle à prise rapide qui permet ainsi de constituer une masse durcie à chaque paroi d'extrémité (10) et (11) de la nappe enroulée en spirale ; les extrémités de fibres creuses sont noyées dans ces deux masses durcies, lesquelles sont par ailleurs solidaires du mandrin. La réalisation de masse durcie de colle aux deux parois dtextrémité peut être faite par d'autres moyens. En particulier il est possible d'enrouler la nappe (7) sur le mandrin (5) sans injecter de colle par les buses (8) et (9) et de ne mettre @@ colle aux parois d'extrémités (10) et (11) seulement lorsque l'enroulement est terminé. Il est enfin possible de combiner ces deux modes de réalisation, en mattant de la colle aux parois d'extrémités pendant et après l'enroulement ; les colles utilisées pendant et après l'enroulement peuvent encore être de nature différente ; c'est ainsi qu'on peut utiliser une colle à prise rapide pendant l 'enrJulei:erlt njection par les buses (8) et (9) ] et une colle à prise lente ces l'enroulement. En général al il est avantsgcux d'ajouter de la colle aux parois d'extrémités après enroulement de la nappe : cet ajout de colle est effectué de préférence à l'aide- d'un irnule, et plus particulièrement à l'aide d'un moule constitué d'une amtière souple et à laquelle la colle n'adhère pas, par exemple en silicone : la nappe enroulée sur le mandrin est plongée en position verticale dans le roule contenant la colle non durcie et de préférence dégazée. Après durcissement de la colle on déboite le moule par tout moyen connu. Au lieu d'une seule nappe de tissu, comme décrit ci-avant, on peut également enrouler simultanément plusieurs nappés de tissus superposées. Les figures 4 et 5 représentent la nappe de tissu enroulée sur le mandrin, après réalisation des opérations décrites à propos de la figure 3. A la figure 4, le droit-fil de la nappe (12) est parallèle à l'axe du mandrin (6). A la figure 5 le tissu est en biais par rapport à cet axe. La figure 6 représente une cartouche élémentaire en voie de réalisation, à un stade ultérieur à celui des figures 4 et 5 ; la nappe 12 est comme précédemment enroulée sur le mandrin (6) ; les deux parois d'extrémités (1C) et (11) sont noyées dans la colle qui n'a pas été représentée ; un collier (15) est ,muni d'un joint torique (16) inséré dans une gorge périphérique du collier ; ce collier (15) enserre la nappe enroulée (12) et lui est fixée, par exemple par de la colle. Un moyen avantageux de fixer ce collier (15) est de l'insérer dans le moule en silicone dont il a été parlé ci-avant et qui sert à constituer les masses durcies aux extrémités (10) et (11). Lorsque la colle a durcie, on retire le moule qui est souple et le collier reste en place avec la colle. il est important qu- soit réalisée l'étanchéité entre le collier (15) et la masse durcie de la paroi d'extrémité (10). En effet selon qu'il sera vu plus tard, le collier (15) et son joint (15) font partie des moyens (c) mentionnés plus haut, lesquels moyens permettent la séparation du fluide circulant à l'extérieur des fibres creuses ?'avec: le fluide circulant à l'intérieur de ces fibres creuses. Dans ltétat des opérations décrites iusqutà prusent à propos des figures 3 à 6, les fibres creuses sont en pratique au moins partiellement obturées par de la colle d leurs parois d'extréinité (10) et (11) ces parois pouvan d'ailleuns avoir une surface trcs irrégulière. Lorsqu'cn veut réaliser une cartouche élémentaire ayant des fibres creuses ouvertes à une. seulement des parois d'exti"é::nités, paroi (10) sur la figure 6 ] il porte que les melss fibres creuses soient entièrement obturées à l'autre paroi d'extrémité paroi (11) sur la figure 63. Pour ouvrir toutes les fibres creuses sur une paroi d'extrémité et pour assurer un meilleur état de surface à cette paroi, on procède de préférence à un tronçonnage de la masse durcie et de la nappe y incluse ; c'est ce qui a été représenté sur la figure 6 par-la flèche (13) correspondant au pointillé (14) ; ce tronçonnage peut être effectué par tout moyen connu, par exemple à l'aide d'une scie circulaire (ou non circulaire) ou encore par rabotage ; au cours de ce tronçonnage le mandrin (6) est bien entendu laissé intact, et on élimine toute la tranche de masse durcie située entre le pointillé (14) et la paroi (10) après tronçonnage, la nouvelle paroi d'extrémité, sur laquelle débouchent les fibres creuses ouvertes, est située au niveau du pointillé (14) et sera référen ,cée également par le nombre (14). L'objet obtenu-après ce tronçonnage décrit à propos de la figure (6) est une cartouche élémentaire selon l'invention dont -une coupe axiale a été représentée à la figure 7. Cette figure 7 représente donc une coupe de cartouche élémentaire dont les fibres creuses longitudinales (20) ne sont ouvertes qu'à une paroi d'extrémité, en ltoccurence la paroi (14) ; l'ouverture des fibres creuses est représentée en (22) ; chaque bout des fibres longitudinales est noyé dans une masse durcie, un bout dans la masse durcie (17), l'autre bout dans-la masse durcie (18) ; l'extrémité des fibres creuses longitudinales (20) qui n'est pas ouverte comme représenté en (22) est obturéeeR 23) par la masse durcie (17) comme précédemment le collier (15) est solidaire et dans une relation d'étanchéité avec la masse durcie (18) ; c'est une surépaisseur (24) de colle qui assure l'étanchéité en question et qui maintient le collier fixé.La cartouche de la figure 7 est en outre munie d'une grille (19) de contention ; cette grille sert à éviter tout flottement de la nappe de tissu enroulée en spirale et elle est fixée sous le collier (15) ; bien entendu cette grille de contention doit etre mise en place avant le collier. La nappe de tissu de la cartouche élémentaire de la figure 7 n'a pas. été représentée à l'exception de quelques- fibres creuses longitudinales (20) et de fibres transversåles (21) ; en outre il s'agit d'une nappe-de tissu dont le droit-fil est parallèle à l'axe du mandrin comme à la figure 4, mais bien entendu on pourrait également utiliser un tissu en biais par rapport à l'axe du maudrin (voir figure 5).Les fibres transversales (21) n'aboutissent à aucune des deux masses durcics (17) ou (18) il importe qu'elles ne contribuent pas à une circulation parasite de fluide entre l'extérieur et l'intérieur des fibres creLs (2:) qui seront en réalité les seules actives dans l'appareil de faut v.eiint selon l'invention terrine. Les fibres transversales (21) sont donc c réalité des fibre inactives et pour éviter qu'elles ne contribuent à une circula- tion parasite de fluide, on peut choisir deux solutions préférées ; selon une première solution les-fibres (21) sont des fibres pleines, auquel cas la nappe de tissu (7! ou (12) des figures précédentes comporte des fibres creuses en trame et des fibres pleines en chaine ou inversement ; selon une autre solution les fibres (21) sont également des fibres creuses mais leurs extrémités sont obturées, par exemple par collage, couture, scellage, thermo-scellage. Lorsque la nappe de tissu est enroulée en biais par rapport au mandrin selon la figure 5, il est alors possible que toutes les fibres soient creuses et actives et aboutissent à une masse durcie à la surface de laquelle elles sont ouvertes. Les figures 8 à 10 représentent des coupes d'appareils selon l1inven- tion unis de trois passages d'admission et/ou sortie de fluides ; ce sont donc des appareils plus spécialement adaptés aux opérations de séparation (ultrafiltration et osmose inverse notamment) fonctionnent avec pression à l'extérieur des fibres. Ces trois appareils des figures 8 à 10 sontconstitués essentiellement d'une enveloppe et d'une cartouche élémentaire telle que décrite aux figures 6 et 7, l'enveloppe étant elle-meme constituée d'un carter et de deux flasques. Dans l'appareil de la figure 8, le carter est représenté en (25) et il est muni d'une tubulure (29) ; les flasques sont représentés en (27) et (26) ce dernier étant le seul à être muni d'une tubulure (30). On retrouve les éléments de la cartouche élémentaire, à savoir les deux masses durcies (17) et (18), le collier (15) avec son joint torique (16), le mandrin (6), et la nappe de fibres creuses enroulée en spirale qui a été représentée par une zone quadrillée et par son contour extérieur (33). Trois bagues ouvertes. et élastiques (34), (35) et (36) servent au positionnement des flasques (27) et (26) et de la masse durcie (18). La cartouche élémentaire est fixée par le fait que la seconde marse durcie (17) est adossée au flasque (27). Des dispositifs d'étanchéité (37), (38) et (39), constituée préférentiellement de joints toriques, assurent l'étanchéité entre le carter, le mandrin- et les flasques. Dans tous les appareils du présent exposé, et en particulier celui de la figure (8), la circulation des fluides à l'extérieur des fibres creuses est representce par des flèches à un c1evron, tandis que la circulation des fluides à l'intérieur des fibres creuses est représenté par des flèches à deux clicvrons ; les zones quadrillées représentent une nappe de fibres creuses enroulée en spirale en coupe ; les mandrins des figures 8 à 10 et 24 ont été représentés munis d'une seule perforation mais en réalité ils en comprennent une pluralité. Plus spécifiquement dans la figure (8) la circulation extérieure fibres creuses est représentée par la flèche (',0) ; le fluide à fractionner entre en (-28) dans le mandrin (6), il sort de ce mandrin par des perforations dont une seule est représentée et va, dans le trajet (40), baigner les fibres creuses disposées en nappe spiralée ; le fluide à fractionner sort ensuite de la nappe spiralée pour aller dans le compartiment (41) situé entre le carter (25) et la nappe spiralée (33), puis est ensuite éliminé de l'appareil par la tubulure (29) qui fait partie du carter (25).Ce trajet de fluide a été ainsi représenté pour la clarté de l'exposé mais bien entendu on peut inverser le sens de circulation du fluide à l'extérieur des fibres creuses, auquel cas le fluide à fractionner est alimenté par la tubulure (29) qui devient une tubulure d'admission et non plus de sortie ; ce'fluide traverse la nappe spiralée et est recueilli dans le mandrin (6) pour sortie en (28). Il faut rappeler ici que dans tous les cas illustrés le mandrin est bouché à une extrémité par une cloison interne non représentée mais située à l'endroit désigné par (3). Quoiqu'il en soit des variantes relatives à la circulation à l'exté- rieur des fibres creuses, le fluide circulant à l'intérieur de ces memes fibres provient de la perméation à travers - les parois des fibres du liquide circulant à l'extérieur ; il s'écoule dans les fibres en direction de leurs ouvertures situées dans la masse durcie (18), traverse cette masse durcie (18), entre dans le compartiment (42) suit le trajet des flèches (43) et sort par la tubulure (30). Selon une variante préférentielle le compartiment (42) comporte une plaque poreuse en contact avec la masse durcie (18) et le flasque (26) ; cette plaque est suffisamment poreuse pour ne pas perturber l'écoulement du perméat et elle permet par ailleurs d'aider la masse durcie (18) à supporter la pression appliquée à l'extérieur des fibres creuses. L'appareil décrit à la figure 9 est semblable, pour l'esssentiel, à celui de la figure 8 et il ne s'en distingue que par les éléments suivants Le carter (25) muni de sa tubulure (29) a été remplacé par le carter (32) sans tubulure ; inversement le flasque (27) sans tubulure a été remplacé par le flasque (31) muni d'une tubulure (44) ; il a par suite été nécessaire de réaliser un compartiment (46) situé entre la masse durcie (17) et le flasque (31). Le positionnement des divers éléments de l'appareil est réalisé comme précédemment par les trois bagues ouvertes élastiques (34), (35) et (36), mais, ici à la figure 9, un autre dispositif est nécessaire pour positionner le flasque (31) par rapport à la masse durcie (17) de la cartouche élémentaire ; ce dispositif de positionnement est avantagen@@ment constitué par un épaulement (45) du mandrin. L'appareil décrit à la figure 10 ressemble également aux appareils des figures 8 et 9 mais comporte les particularités suivantes : la cartouche élémentaire a été retournée en sorte que la paroi (14) d'extrémité comportant cette les ouvortures de fibres creuses limite le compartiment (42) situé entre/parci (14) et le flasque (31).' Le positionnement 'des diverses parties de 1'apparei:1 est assuré par l'épaulement (45) et les bagues ouvertes élastiques (34) et (36), la nasse durcie (17) étant adossée au flasque (27).Le fluide situé à l'extérieur des fibres creuses entre en (2S) dans le mandrin (6), traverse la nappe spiralée selon le trajet (40), est recueilli dans le compartiment (41) et est évacué de appareil par la tubulure (29). Le fluide situé à l'intérieur des fibres creuses sort des fibres à travers la masse durcie (18), est recueilli dans le compartiment (42), su t le trajet (43) et sort de l'appareil par la tubulure (44). Comme précédemment on peut inverser le sens de circulation du liquide situé à l'extérieur des fibres creuses. Les appareillages (cartouches élé.entaires) décrits aux figures 11 à 12 ccrrespondent dans les grandes lignes à ceux des figures 6 et 7, la différence essentielle étant que les fibres creuses sont ouvertes sur les deux parois d'extrémités de la nappe spiralée, ce qui impose un double système d'étanchéité-fixa- tion auxdites extrémités. La figure 11 représente donc une cartouche élémentaire en voie de réalisation, à un stade ultérieur à celui des figures 4 et 5 ; la nappe spiralée 112) est comme précédemment enroulée sur le mandrin (6) ; les deux parois d'extrémités (10) et (49) sont noyées dans la colle qui n'a pas été représentée ; deux colliers (15) et (52) sont munis chacuns d'un joint torique (16) et (51) insérés dans une gorge périphérique du collier ; ces colliers (15) et (52) enserrent la nappe enroulée (12) et lui sont fixés par exemple par de la colle.Une grille (47) de contention, facultative, a également été représentée. En pratique on met préalablement la colle sur la nappe (12) des figures 4 et 5 (cette nappe (12) étant munie de s grille (47) et l'on place ensuite les colliers (15) et (52) en prenant: soin de réaliser l'étanchéité entre ces colliers et les masses durcies des parois d'extrémités (10) et ("9). Cotn:oe indiqué précédemment à propos de la figure 6, on procèce à un tronçonnage, ce tro: :'.çonnage étant double dans le cas présent c'est à dire qu'on tronçonne selon les flèches (13) et (48) et éLimine toute ta tranche do nasse durcie située entre le pointillé (14) et la paroi (10) 'une part, et la tranche de masse durcie située entre le pointillé (50) et la @@@ (@@). Après trançonnage, les nouvelles parois d'extrémité, sur lesquelles débouchent les fibres creuses ouvertes, sont situées au niveau des pointillés (14) et (50) et seront, dans ce qui suit également référencée par les nombres (14) et (50). L'objet obtenu après ce tronçonnage décrit à propos de la figure 11 est une cartouche élémentaire selon l'invention dont uvale coupe axiale. a été représentée à~la figure. (12) et une vue en perspective a été représentée à la figure (13)., Cette figure 12 représente donc une coupe de cartouche élémentaire -dont-les fibres creuses longitudinales (20) sont ouvertes aux deux parois d'extrémités, en l'occurence les parois (14) et (50) ; l'ouverture des fibres creuses est représentée en 22) et (54) ; chaque bout des fibres longitudinales est noyé d,ans-.une masse durcie, un bout dans la masse (18), l'autre bout dans la masse durcie (53).Comme précédemment les colliers (15) et (52) sont solidaires et dans une relation d'étanchéité avec les masses durcies, respectivement (18) et (53) ; ce sont les surépaisseurs (24) et -(55) de colle qui assurent l'étan- chéité en question et qui maintiennent les colliers fixés. La grille de contention.(47) de la figure 11 a été représentée en (19) sur la-figure 12, le pointillé ainsi désigné par (19) pouvant également représenter, le cas échéant (si absence de grille de contention), le contour extérieur de la nappe spiralée. La nappe de tissu de la cartouche élémentaire de la figure 12 n'a pas été représentée à l'exception de quelques fibres creuses longitudinales (20) et de fibres transversales (21) ; en outre il s'agit d'une nappe de tissu dont le droit-fil est parallèle à l'axe du mandrin comme à la figure 4, mais bien entendu on pourrait également utiliser un tissu en biais par rapport à l'axe du mandrin (voir figure 5). Les fibres transversales (21) n'aboutissant à aucune des deux masses durcies (18) ou (53) il importe qu'elles ne contribuent pas à une circulation parasite de fluide entre l'extérieur et l'intérieur des fibres creuses (20) qui seront en réalité les seules actives dans l'appareil de fractionnement selon l'invention terminée.Les fibres transversales (21) sont donc en réalité des fibres inactives c't pour éviter qu'elles ne-contribuent à une circulation parasite de fluide, on peut choisir deux solutions préférées ; selon une première solution les fibres (21) sont des fibres pleines, auquel cas la nappe dc tissu '(7) ou (12) des figures (3) et (li) comporte des fibres creuses en trame et des fibres pleines en chaise ou inversement ; selon une autre solution les fibres (21) sont également des fibres creuses mais leurs extrémités sont obturées, par exemple par collage, couture,' scellage, thermio-scellace. Comme indiquÉ précédemment, une nappe enroulée on biais-permet que toutes -les- fibres soient creuses et. actives dans le fractionnement. La figure 13 représente en perspecti"e la cartouche élémentaire déjà décrite à propose de la figure 12. Les divcrs élém nts s'y retrouvent, collier (15) et (52), -joints toriques (16) et (513, mandrin (6), paroi (14), ouverture des fibres (22), nappe (12), grille de contention (il7) ; cette cartouche 2 été toutefois complétc-e par un épaulement (45) sur le mandrin, cet épauleront servent au positionnement de la cartouche dans l'appareil de fraction- nement selon l'Invention. La figure 14 représente une coupe d'appareil de fractionnement selon l'invention muni de quatre passages d'admission et sortie de fluides ; ce sont des appareils adaptés aussi bien aux opérations d'échange qu'aux opérations de séparation. Dans les opérations d'échange les quatre tubulures se répartissent avantageusement en deux tubulures d'admission et deux tubulures de sortie. Dans les opérations de- séparation les quatres tubulures se répartissent avantageusement en une tubulure d'admission et trois tubulures de sortie de fluides ; les schémas de circulation de fluides spécifiquement représentes à la figure 14 se rapportent à .des opérations d'échange. Cet appareil de la figure 14 est constitué essentiellement d'une enveloppe et d-'une cartouche élémentaire telle que décrite aux figures Il à 13, l'enveloppe étant elle-même constituée d'un carter et de deux flasques. Dans cet appareil de la figure 14, le carter est représenté en (25) (29) et il est muni d'une Tubulures; les 'flasques sont représèntés en (26) et (31) et sont munis chacun d'une tubulure, respectivement (30j et (44).0n retrouve les éléments de la cartouche élémentaire à savoir les deux masses durcies (18) et (53), les colliers (15) et (52) avec leur joints toriques (16) et (51), le mandrin (6) et la nappe de fibres creuses enroulée en spirale qui est repréventée par la--zone quadrillée et par son contour extérieur (33). Trois bagues ouvertes et élastiques(34), (35), (36) servent au positionnement des flasques (26) et (31) et de la masse durcie (18). La cartouche élémentaire est fixée par l'épaulement (45) du mandrin (6).Des dispositifs d'étanchéité (37), (38) et (39), constitués préférentiellement de joints toriques assurent l'étandhéité entre le carter, le mandrin et les flasques. Il est à signaler, à propos de cet appareil, que les flasques ainsi disposés sont amovibles ; il est toutefois possible de remplacer l'un-des flasques amovibles par un flasque fixe par exemple par suppression du joint (39) et de la bague (36) et scellage du flasque (26) au carter (25) ; selon une variante le carter (25) et le flasque (26) sont fabriqués de manière à constituer une sexte pièce. Ces considérations sur l'amovibilité des flasques sont valables de. la terme manière pour les appareils décrits aux figures 8 à 10. Plus spécifiquement dans la figure (14) le fluide circulant a i 'exté- rieur des fibres 'creuses entre en (28) dans le mandrin (6), sort du mandrin pafl les perforations [( 1) sur la figure 1], traverse la nappe spiralée de fibres creuses trajet (40 ) ] , est recueilli dans le coapartiment (41) et évacué par la tubulure (29).Lc fluide circulant à l'intérieur des fibres creuses entre par la tubulure (44), pénètre dans le compartiment (46), entre dans les fibres creuses e traversant la masse durcie (53), ressort des fibres creuses en traversant la masse durcie (18), est recueilli dans le compartiment (42) et est évacué par la tubulure (30) ; les compartiments (42) et (46) peuvent être munis d'une plaque poreuse comme indiqué plus haut à propos de la figure 8. Ces trajets de fluides ont été ainsi représentés - pour îa clarte de l'expose mais bien entendu, on peut inverser le sens de circulation de l'un etZoù l'autre des deux fluides. Dans tous les cas la pression, s'il y en a, peut etre aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur des fibres creuses, selon l'application envisagée. Dans le cas où 1 "appareil de la figure 14 serait utilisé dans des opérations de séparation, le fluide à fractionner entrerait avantageusement en (28) pour ressortir en (29), tandis que le perméat sortirait aux deux extrémités des fibres creuses, traverserait chacune des deux masses durcies (18) et (53) (en sens inverse) pour entrer dans les compartiments (42) et (46) respectivement et enfin sortir par les tubulures (30) et (44) respectivement. Le procédé de réalisation des appareils selon l'invention a dejà été décrit point par point à propos de ltexplication des diverses figures. Les diverses étapes peuvent se rassembler comme-suit a) enroulement en spirale d'une nappe de tissu de fibres creuses sur un mandrin. S) éventuellement stabilisation de la nappe à l'aide d'une grille de contention. à l'aide de colle &gamma;) noyage/des parois d'extrémités de la nappe enroulée en spirale, cette opération pouvant etre totalement ou partiellement conco mitante avec l'opération a). 6) mise en place d'un collier à l'une au moins des extrémités de la nappe enroulée en spirale, le collier étant fixé de manière étanche à la nappe. e) durcissement des colles utilisées le cas échéant, ce durcissement pouvant être au moins partiellement concomitant avec les opéra tions a d'une part, et 6 d'autre part. #) ouverture des extrémités de fibres- creuses sur une ou deux parois d'extrémité de la nappe enroulée en spirale, cette ouverture ayant lieu avantageusement par tronçonnage de la nappe enroulée en en spirale.et de la ou des masses durcis selon & & n) incorporation de la cartouche élémentaire obtenue en @ dans une enveloppe constituée de préférence d'un carter et d'au moins Ull flasque amovible. Le corps des appareils de fractionneitcnt selon l'invention, tant en ce qui concerne notamment le carter que les flasques et les colliers, peut être en tout matériau solide, rigide et Ctanche, no.ar.;J~nt-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. spécialenent citer comme application intéressante le rein artificiel à dialyse et/ou ultrafiltratior: 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 cartouches amovibles, interchangeables. REVENDICATIONS 1) Appareil de fractionuciient à fibres creuses caracterisé -èn ce qu'il comprend a) une enveloppe, i b) une pluralité de fibres creuses, avec éventueîlewent des fils pleins, disposées en nappe errc:llée en spirale les fibres étant entrelacees ou entrecroisées, c) des moyens permettant la séparation du fluide circulant à l'ex- térieur des fibres creuses d'avec le fluide circulant à l'inté rieur des fibres creuses, et d'autre part la fixation de la nappe enroulée en spirale (b) à tout ou partie du reste de l'appareil. au au moins un passage d'admission de fluide ménagé dans ltenvelopp e) au moins un passage de sortie de fluide ménagé dans l'enveloppe, l'un des passages désigné sous (d) étant un mandrin creux sur lequel la nappe de fibres (b) est enroulée en spirale. 2) Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fibres creuses sont sous forme de nappe tissée. 3) Appareil selon la revendication 2 caractérisé en ce que le droit-fil de la nappe de fibres creuses tissées est parallèle à l'axe du mandrin. 4) Appareil selon la revendication 2 caractérisé en ce que la nappe de fibres creuses est enroulée en biais par rapport au mandrin creux. 5) Appareil selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les fibres creuses ont un diamètre extérieur inférieur à 1 mm. 6) Appareil selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens désignés sous (c) dans la revendication 1 comprennent au moins une -masse durcie dans-laquelle sont noyées les extrémités de fibres creuses, cette masse durcie pouvant être de la colle solidifiée. 7) Appareil selon la revendication 6 caractérise en ce que la masse durcie est munie d'un collier comportant un joint. 8) Appareil selon l'un? des revendications précédentes'caractérisé en ce que l'enveloppe est constitué d'un carter et de deux flasques dont l'un au moins est amovible. 9) Appareil solo la revendication Es caractérisé en ce que l'un des passages d'adrrission et/ou sortie de fluide est rénag dans le carter, le ou les autre passages d'adr,issic:i ct/ou sortie étant ménagé dans l'un des flasques ou les deux. 10) Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce que les dlvers passages d'admission et/ou sortie de fluides sont ménagés dans les flasques. Il) Aappareil selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les fibres creuses ne sont ouvertes qu'à une des extrémités de la nappe spiralée. 12) Appareil selon l'une des revendications i à 9 caractérisé en ce que les fibres creuses sont ouvertes aux deux extrémités de la nappe spiralée. 13) Appareil selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est muni d'une grille de contention. 14) Cartouche élémentaire utilisable dans les appareils selon lune des revendi cations 1 à 13 caractérisée en ce qu'elle est constituée par l'ensemble de la nappe de fibres creuses enroulée en spirale, du mandrin creux et des masses durcies dans lesquelles sont noyées les extrémités de la nappe spiralée. 15) Procédé de fabrication d'un appareil selon l'une des revendications I à, 13 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) enroulement en spirale d'une nappe de tissu de fibres creuses sur un mandrin. 6) éventuellement stabilisation de la nappe à l'aide d'une grille de contention. Y) noyage à l'aide de colle des parois d'extrémit s de la nappe en spirale, cette opération pouvant être totalement ou partiel lement concomitante avec l'opération a). 6) mise en place d'un collier à l'une au moins des extrémités de la nappe enroulée en spirale, le collier étant fixé de manière étanche à la nappe. c) durcissement des colles utilisées le cas échéant, ce durcissem pouvant être au moins partiellement concomitant avec les opéra a d'une part et 6 d'autre part. () r) ouverture des extrémités de fibres creuses sur une ou deux par d extrémité de la nappe cnroulée en spirale, cette ouverture ayant lieu avantageusement par tronçonnage de la nappe enroulée en spirale ct de la ou des masses durcies selon 6. n) incorporation de la cartouche élémentaire obtenue en ; dans une enveloppe constituée de préférence d'un carter et d'au moins un flasque amovible. 16) Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce que les extrémités de la nappe enroulée- en - spirale sont plongées dans un moule contenant de la colle, ce moule étant constitué d'un matériau souple non adhérent à la colle, de préférence en silicone. 17) Application des appareils selon l'une des revendications 1 à 13 en dialyse, osmose directe, osmose inverse, ultrafiltration, perméation gazeuse.