Brevet FR2299062A1 — publié le 19760827

La présente invention concerne les crépines et dispositifs de filtrage tubulaires analogues plus particulie.re6#ent destinés a être disposés à 1 fextrémite d'une coIonne-de#puisage. Dans les forages, en particulier les forages d'eau, les cries ou tubes-filtres constituent l'élément essentiel. De leur qualité dépend le rendement et la durée-de vie du forage. Les problèmes majeurs résultent de l'agressivité des eaux, et de la détérioration. dans le temps des ouvertures initialement calculées. Traditionnellement on fait appel à des crépines métalliques, réalisées, soit en pratiquant des ouvertures dans des tubes métalliques au chalumeau, à la scie ou au poinçon, soit en soudant en hélice des fils "enveloppes" sur des génératrrces tenant lieu d'armature centrale. Dans le-premier cas, Iës tubes filtres sont généralement fragiles- et-très irréguliers du point de vue filtrage. Dans le. second cas, la régula:rité est meilleure mais les tubes restent sùje#s à la corrosion. La présente invention vise à éviter les inconirénients tecliniqués et économiques des solutions classiques en proposant d'utiliser des matériaux#insensibles à l'attique chimique du sol tels que des résines synthétiques. Plus précisément, l'invention propose un dispositif de filtrage tubulaire caractériseÇen ce qu'il comporte un-tube percé qui est obtenu par enroulement ajouré de nappes de fils im- prégnés d'un liant durcissable tel qu'une résine syntflétique thermodurcissable. Le dispositif de filtrage comporte avantageusement au moins une couche de matière filtrante, de-préférence coiistituée d'une multitude de grains agglomérés par un liant Puissant libre au moins une partie des interstices entre grains. Dans une réalisation préférentielle, le dispositif de filtrage selon l'invention est constitué de deux tubes perces coaxiaux obtenus chacun par enroulement ajouré de nappes de fils imprégnés d'un liant durcissable, tél qu'une résine synthétique thermodurcissable, et d'une matière filtrante insérée entre les deux tubes et formée de préférence d'un bloc rigido de grains agglomérés par un liant laissant libre au moins une ortie des interstices entre grains. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif de filtrage caråcterisé en ce que l'on confectionne un moule tubulaire, que lton dispose dans le-moule un tube percé do diamètre voisin de celui d'une des parois du moule, et que Ilon coule dans ce dernier un mélange de grains et d'un liant durcissable dans une proportion choisie de manière re à assurer l'agglomération des grains sans obstruer les interstices entre ces grains. Avec un tel procédé, on comprend qu'il est possible d'obtenir un dispositif de filtrage ayant une bonne tenue mécanique en meme temps qu'un pouvoir filtrant régulier. En effet, la matière filtrante pénètre dans les ouvertures du tube percé et demeure ainsi, après durcissement, intimement fix à ce tube dont les ouvertures peuvent dès lors être de larges dimensions. Pour renforcer encore;, le dispositif de filtrage on peut disposer dans le moule avant coulée du mélange un deuxie- me tube percé d'un diamètre voisin de celui de l'autre paroi du moule, la matière filtrante assurant dans ce cas la liaison mécanique entre les deux tubes. Dans une variante, on peut procéder à l'aide d'une ou pl#usieurs coulées successives, à l'adjonction au dispositif de filtra#ge précédemment obtenu d'une ou plusieurs couches coaxiales d'un mélange de liant durcissable et de grains de dimensions croissantes (ou décroissantes), la dernière couche incor porantun deuxième tube percé. On obtient ainsi un dispositif de filtrage dans lequel la porosité et, par là, le pouvoir filtrant se modifie d'un tube à l'autre ce qui permet de diminuer les possibilités de camatage et de faciliter les opérations de decolmatage éventuelles. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins ci-annexés donllésuniquement à titre d'exemple et sur lesquels La figure 1 est une vue en respective avec arrachements d'un dispositif de filtrage tubulaire selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe partielle du dispositif de filtrage de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe similaire à la figure 2 d'une réalisation particulière d'un dispositif de filtrage se Ion l'inventior; et la figure 4 est une vue en perspective d'un moule utili se pour la fabrication d'un dispositif de filtrage selon l'invention. Sur la figure 1, la référence 10 désigne un dispositif de filtrage tubulaire susceptible d'être utilisé comme crépine ou tube-filtre à disposer à l'extrémité d'une colonne du puisage par exemple. flans la réalisatioii représentée, le dispositif 10 se compose d'un tube percé extérieur 12, d'un tube percé intérieur 14 coaxial au tube 12 et d'une matière filtrante appropriée 16 insérée entre les tubes 12 et 14. Chaque tube percé 12 ou 14 est obtenu, selon un procédé en soi connu, par entoulement ajouré de nappes de fils ou de rubans 18 imprégnés d'un liant durcissable tel qu'une résine synthétique t#ermodurcissable. -- L'enroulement des tubes 12 et 14 est conduit de manière à réaliser par couches successives croisées, une pluralité d'ouvertures radiales sensible;ent identiques 20 présentant chacune une forme générale on losange ou en carré. Il est entendu que l'on adaptera lorientation et la largeur des nappes 18, soit la forme et le nombre des ouvertures 20, ainsi que le nombre -de couches croisées, soit l'épaisseur du tube 12 ou 14, en fonc tion des conditions d'exploitation du dispositif 10. Il pourra être intéressant, lors de la fabrication par enroulement des tubes 12 et 14 de pourvoir leurs extrémités de dispositifs de jonctions de type approprié tels que brides, filetages, manchons etc, destinés à faciliter le rattacherlent du dispositif 10 à la colonne de puisage. Selon une caractéristique importante de l'invention, la matière filtrante 16 est constituée d'un bloc tubulaire rigide de grains de petites dimensions agglomérés par un liant convenable laissant libre la plus grande partie des interstices entre grains. Le bloc 16 est réalisé de préférence comme expli qué ci-après par coulée entre les deux tubes 12- et 14 d'un mélange de grains (sable, gravier fin, petites billes de verre, grains ronds etc...) et d'un liant durcissahle tel qu'une résine synthétique thermodurcissable (époxy, polyester etc ..), la proportion des constituants du mélange dotant Judicieuserlent déterminée de manière rt perlrettre la liaison entre les grains sans obstruer les interstices. Dans une variante possible, l'un des deux tubes 12 ou 14 pourrait être supprimé, le tube restant constituant alors la seule armature du bloc filtrant tubulaire 16 Pour réaliser le dispositif 10, on peut procéder de la manière suivante. Dans un premier temps, on réalise les deux tubes percés 12 et 14 par enroulement ajouré de nappes de fils 18. On choisira notammentl'écart, considéré le long d'une génératrice, entre deux nappes consécutives on fonction de la largeur de chaque nappe, de manière a assurer le nombre voulu d'ouver-- turcs 20 par longueur de tube. Dans un deuxième temps, on prépare un moule tubulaire 22 ( voir figure 4) à l'aide d'une enveloppe externe 24 réaliste' par exemple en deux den coquilles 26 et 28 et d'une enveloppe interne 30 telle qu'un tube lisse, éventuellement ouvert le long d'une de ses génératrices pour pouvoir être rétracté selon une technique connue (mandrin rétractable). Les extrémités infe > - rieures des enveloppes 24 et 30 sont reliées à l'aide d'une plaque de fond adulaire (non représentée) et un croisillon 32 est prévu pour être par exemple enfilé sur l'extrémité supérieure de l'enveloppe interne 30 de manière a maintenir celle-ci centrée dans l'enveloppe externe 24. Avant de mettre en place le croisillon 32, on dispose dans le moule 22 les deux tubes percés 12 et 14# (ou un seul des ces tubes dans le cas de la variante mentionnée plus haut), le diamètre extérieur du tube 12 étant très voisin du diamètre de la paroi cylindrique 34 de l'enveloppe externe 24 dans laquelle il est disposé tandis que le diamètre intérieur du tube 14 est très voisin do celui de la paroi cylindrique 36 de l'enveloppe interne 30 sur laquelle il est enfilé. On coule alors dans le moule 22 ainsi garni le mélange mentionné plus haut de grains et de liant durcissable. Lor#s de la coulée, les grains enrobés de résine occupent ltespace aiu:u- laire entre les deux tubes 12 et 14 et viellent égalerent se loger dans les ouvertures radiales 20 de ces deux tubes jusqu'à tacher lots parois 34 et 36 du moule 22. Après passage au four de l'ensemble dans les conditions voulues pour obtenir le durcisse:;#ent du liant, on procède au démoulage du dispositif de Vitrage 10 ainsi obtenu par ouvertû- re des deux demi-coquilles 26 et 28 de l'enveloppe 24 et retrait de l'enveloppe 30. On observera que les deux tubes 12 et 14 se trouvent necaniquement liés compte tenu de la pénétration des grains enrobés dans les ouvertures 20. Dans une variante du procédé ciedessus, on effectue la coulée du mélange dans le moule 22 après avoir éventuellement disposé dans celui-ci le tube intérieur 14 et on procède à la fabrication du tube extérieur 12 par enroulement ajouré de nappes de fils imprégnés sur le mandrin que constitue alors le bloc tubulaire filtrant. On peut observer que le procédé décrit ci-dessus, a l'exception de la variante qui précède, peut être conduit avec des tubes percés quelconques tels que des tubes perforés en métal ou en matière plastique armée. La figure 2 illustre schématiquement la constitution du dispositif de filtrage obtenu par le procédé décrit ci-desF sus. On notera la pénétration des grains enrobés dans les fenêtres 20 des tubes 12 et 14. Dans certains cas, il peut être souhaité de disposer d'un tube-filtre dans lequel la matière filtrante présente plusieurs couches coaxiales successives de porosité croissante de l'extérieur evers l'intérieur-(comme représenté à la figure 3) ou vice-versa. Une telle disposition diminue les problèmes de côlinatage et facilite les opérations eventuelles de décolmatage (par écoulement inversé). Dans-le cas envisagé où la matière filtrante est constituée d'un mélange de grains et d'un liant, il y a lieu de réaliser deux ou plusieurs couches telles que 38 et 40 de grains de granulométrie différente, soit de granulométrie décroissante de l'intérieur vers l'extérieur du dispositif. Pour parvenir à ce rcjsultat, on peut utiliser un moule tubulaire tel que le moule 22 mais dans lequel l'urne des parois soit la paroi interne 36, est pourvue d 'un diamètre supérieur au diamètre externe du tube 14. On coule un mélange de grains de granulométrie donnée et du liant approprié dans le moule après avoir disposé dans celui-ci le tube 12.Après durcissement et extraction de l'enveloppe interne, on dispose à l'intérieur de tl'envelop;)e" extérieure alors formée par la couche de cas tière filtrante durcie qui vient d'être obtenue une deuxième enveloppe interne de diamètre inférieur: à la précédente et l'on coule dans le moule ainsi réalisé un nouveau mélange de grains de granulométrie différente de celle choisie précédemment et de liant. On procède ainsi par réduction successive du dia mètre de 1 ' enveloppe interne jusqu ' à pouvoir incorporer dans le dernier moule le tube intérieur 14. Dans le cas où l'on ne désire que deux couches de porosité différente, la deuxième enveloppe interne a bien entendu un diamètre externe voisin du dianètre interne du tube 14 qui est en efFet à disposer dans le moule lors de la deuxième cou lée. Inversement, il aurait été possible de procéder à partir de 1 enveloppe interne par coulée de couches successives de diamètres croissants jusqu'au tube extérieur. Bien entendu de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de la présente de:.ande En particulier; danse cas de l'utilisation de deux tubes ajourés coaxiaux, on pourrait envisager d'utiliser une matière filtrante différente de celle obtenu? par mélange de grains ronds et d'un liant tel qu'une résine thermodurcissable incorporée dans des proportions voulues aux grains. RPVL-'N#T > i CATIONS 1. Dispositif de filtrage tubuliare çaracterise on ce qu'il comporte un tube percé obtenu par-.enroulerent ajouré de nappes de fils imprégnés d'un liant durcissable. 2. Dispositif de filtrage tubulaire selon la revendication 1, caractérisé on ce que le tube percé est doublé d'au moins une couche tubulaire de matière filtrante. 3. Dispositif de filtrage caractérisé en ce qusil comporte deux tubes percés coaxiaux obtenus chacun par enroulement ajours de nappes de fils imprégnés d'un liant durcissable et une matière filtrante insérée entre les deux tubes perces. 4. Dispositif de filtrage tubulaire selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la matière filtrante est constituée d'un bloc rigide poreux reliant mécaniquement entre eux les deux tubes. 5. Dispositif de filtrage tubulaire selon l'une des revendications 2 et 4, caractérisé on ce que la matière filtrante est constituée d'une multitude de grains agglol:zérés par un liant laissant libre au moins uhe partie des interstices entre grains. 6. Dispositif de filtrage tubulaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que la granulométrie des grains croit.d'un tube à l'autre par couches coaxiales successives. 7. Procédé de fabrication d'un dispositif de filtrage caractérisé en ce que l'on confectionne un moule tubulaire, que l'on dispose dans le moule un tube percé de diamètre voisin de celui d'une des parois du moule, et que l'on coule dans ce dernier un mélange de grains et d'un liant durcissable dans une proportion choisie de manière à assurer l'agglom~ration des grains sans obstruer les interstices entre ces grains. 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on dispose dans le moule avant coulée du mélange un deuxième tube percé dtun diamètre voisin de celui de l'autre paroi du moule. 9. Procéde de fabrication selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'on procède, àl'aide dtune ou plusieurs coulées successives, à l'adjonction ai dispositif de filtrage précédemment obtenu d'une ou plusieurs couches coaxiales d'un mélange de liait durcissable et de trains de dir!ensions croissantes (ou décroissantes), la dernière couche incorporant un deuxième tube percé. 10. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que chaque tube percé est obtenu par enroulement ajouré de nappes de fils imprégnés d'un liant durcissable. 11. Dispositif de filtrage tubulaire caractérisé on ce qu'il est obtenu par un procédé selon l'une des revendications 7 à 10.