Brevet FR2410021A1 — publié le 19790622

La présente invention porte sur un procédé et un appareil de fabrication d'un mélange de liant thermoplastique, de préférence bitume, et d'isolants thermiques poreux et/ou cellulaires, par exemple granulés de liège ou matière analogue, et, avec ce mélange, d'une enveloppe isolante et anticorrosion entourant une canalisation enterrée. On sait, pour augmenter l'isolement thermique produit par les liants thermoplastiques et bitumineux, leur ajouter des isolants poreux comme par exemple granulés de liège, copeaux de bois ou matières analogues. On mélange pour cela, en agitant, les isolants froids à un bitume liquéfié, c'est-à-dire chauffé. Les brevets allemands 1 450 340 et 1 450 342 proposent un procédé consistant à couler directement ce mélange liquide chaud de bitume et d'isolants thermiques autour d'une canalisation enterrée, soit directement dans la tranchée, soit dans un coffrage auxiliaire préfabriqué. Ce procédé connu présente de graves inconvénients. Quand ce mélange liquide chaud maintenu homogène par agitation est coulé autour de la canalisation, il se produit une certaine séparation du bitume liquide et des isolants thermiques, car la densité de ces derniers est très inférieure à celle du bitume liquide, de sorte qu'à L'issue de la coulée, les isolants thermiques remontent et se concentrent dans la partie supérieure du mélange verse jusqu'à ce que le bitume, en se refroidissant, ait acquis une viscosité telle que la remontée cesse On a, par suite,dans la partie inférieure du mélange coule, une concentration très réduite en isolants thermiques, de sorte qu'après sa prise, le mélange ne produit pas un isolement uniforme et n'a pas des caractéristiques inécaniquesetrhéologiques uniformes.Un autre inconvénient est que pendant le mélangeage, l'isolant thermique poreux et/ou cellulaire introduit froid subit, comme l'a constate la demanderesse, une modification qui réduit la conductivité thermique du mélange. Lors de 1 r incorporation de l'isolant thermique froid, l'air contenu dans ses pores et ses cellules se dilate suivant l'équation générale des gaz en raison de la température élevée du bitume liquide. Les coefficients de dilatation cubique étant très différents, l'air se dilate beaucoup plus que l'isolant thermique solide. L'air qui se dilate pénètre dans le bitume liquide chaud et s'échappe du mélange sous l'influence de l'agitation nécessaire.Cela entraîne naturellement une perte importante d'air préjudiciable à l'isolement thermique désiré et une augmentation continue de la densité du mélange pendant le mélangeage. En outre, les isolants thermiques poreux ordinairement employés, par exemple liège naturel, contiennent d'importantes quantités d'eau, de l'ordre de 10 à 15% en poids, qui, en s 'éva- porant à la température élevée de mélangeage, prennent la place de l'air et se condensent au refroidissement. Ainsi, du liant est aspiré dans les pores et le vide isolant thermique est au moins en partie anéanti, une compression supplémentaire de l'isolant thermique pouvant avoir lieu qui également réduit l'isolement thermique et augmente la densité du mélange.La conductivité thermique du mélange étant proportionnelle à sa densité, une augmentation de densité entraîne ainsi une diminution de l'isolement produit par l'enveloppe formée par le mélange refroidi. Un autre inconvénient du procédé connu est qu'au point de pose, le mélange liquide chaud doit être agité en permanence pour qu'il conserve son homogénéité jusqu'au moment de sa coulée sur la canalisation. La fabrication et la manipulation du mélange au point de pose nécessitent un récipient mélangeur chauffé relativement grand qui doit pouvoir être amené au point de pose pour que le mélange puisse être appliqué uniformément sur la canalisation. L'invention a pour but de supprimer les inconvénients inhérents aux procédés connus et de fournir un procédé et un appareil qui permettent la fabrication d'un mélange d'isolants thermiques poreux et/ou cellulaires et de liants thermoplastiques qui, employé comme revêtement isolant et anticorrosion de canalisations enterrées, garantisse un isolement thermique optimal et uniforme et nécessite la mise en oeuvre de moyens minimum au point de pose. L'invention atteint ce but grâce au fait que les isolants thermiques poreux et/ou cellulaires sont chauffés et de préférence les isolants thermiques chauds sont soumis à une dépression puis mis sous pression au moyen d'un gaz sec, et que les isolants thermiques sous pression sont mélangés avec agitation à des liants thermoplastiques soumis à la même pression. Grâce au chauffage de l'isolant thermique avant son incorporation au liant et à sa mise sous dépression, 11 eau qu'il contient est entièrement éliminée par évaporation et aspiration, car la dépression élimine aussi les restes de la vapeur d'eau produite au chauffage. On peut aussi se passer de la dépression si le séchage est suffisant. La dépression ne pouvant pas, à cause du traitement final à la pression atmosphérique être maintenue lors de l'incorporation de l'isolant ainsi traité, on met ensuite l'isolant sous pression au moyen d'un gaz sec et on produit la même pression de gaz sec dans le récipient contenant le bitume, de sorte que le mélange de l'isolant au bitume par agitation peut se faire de façon homogène. On a trouvé qu'avec du liège ou des isolants analogues, le gaz. sous pression, en raison de la microstructure de l'isolant, diffusait dans celui-ci sans déformation notable de celui-ci. L'isolant, dans le mélange homogène produit par agitation, est ainsi dans son état sous pression. Le mélange fabriqué de cette manière peut être versé directement du récipient sous pression sur la conduite à isoler. Le gaz contenu dans l'isolant, alors, se détend et, en plus de l'isolant, forme dans le liant une structure alvéolaire isolante, ce qui fait que la densité du liant diminue et s'approche de celle de l'isolant, de sorte qu'au refroidissement du mélange, la remontée de l'isolant est réduite et ainsi l'uniformité de l'isolement produit par l'enveloppe finie est meilleure qu'avec les procédés connus. Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise comme gaz sec par exemple du dioxyde de carbone.Ce gaz est avantageux en ce sens que sa conductivité thermique est inférieure d'environ 50% à celle de l'air, de sorte que le dioxyde de carbone appliqué sous pression augmente la conductivité thermique. En outre, le dioxyde de carbone liquéfié peut être employé économiquement et manipulé sans problème technique. En employant l'oxyde de carbone, on a dans les isolants un remplacement complet de l'air qui améliore l'isolement. En employant des gaz inertes tels que le dioxyde de carbone, on empêche en outre efficacement le vieillissement thermique par oxydation des liants thermoplastiques. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le mélange est scindé en un grand nombre de cordons d'assez faible diamètre et chaque cordon, en transport continu, est maintenu en étirage au moins une fois dans une chemise d'eau à basse température l'entourant, mue avec lui et ayant une pression ne dépassant pas la pression du mélange, jusqu'à ce qu'il soit pratiquement solidifié, que les cordons entourés d'eau et pratiquement solidifiés sont divisés en un grand nombre de petits morceaux égaux, que l'eau et ces morceaux sont ensuite transportés en lit fluide et qu'ensuite l'eau est séparée des morceaux, les morceaux sont séchés et les morceaux secs sont éventuellement traités, par exemple saupoudrés, avec des farines voulues supprimant le collage telles que terre à diatomées ou farine de liège, et que dans la tranchée contenant la canalisation est réalisé un remblai mou de morceaux entourant cette dernière et que sur ce remblai mou est versé un produit de scellement pur liquide chaud remplissant ses interstices. La scission du bitume pur liquide en un grand nombre de cordons divisés ensuite en morceaux égaux par un dispositif de coupe est connue pour la fabrication de blocs de bitume (Offenlegungsschrift allemand 20 63 119 de la demanderesse). Le bitume pur liquide est amené par une pompe à une série de buses qui produisent des cordons de bitume relativement minces qui sont transportés dans une conduite raccordée à la buse dans une chemise d'eau assurant leur refroidissement et, après avoir atteint l'état plastique, sont divisés en morceaux égaux qui sont réunis en un bloc dans une presse grâce à leur adhésivité. Cette méthode offre pour le procédé de l'invention des avantages inattendus en ce sens que d'une part on obtient une enveloppe ayant une conductivité thermique optimale uniforme qu'on peut ajuster à différentes valeurs adaptées aux conditions de service en choisissant les paramètres du procédé, d'autre part que les manipulations au point de pose sont facilitées de façon déterminante, les moyens à mettre en oeuvre étant réduits au minimum. Etant donné que selon l'invention, la pression de la chemise d'eau portant le cordon de bitume est maintenue à une valeur plus élevée ou plus basse tenant compte de la pression du mélange, il est possible, par la pression de la chemise d'eau, de maintenir pendant le refroidissement du cordon de bitume la pression existant dans l'isolant du mélange et ainsi de la fixer dans le cordon de bitume ainsi que dans les morceaux solidifiés et d'obtenir dans les morceaux une conductivité faible optimale. Pour que l'eau de la chemise d'eau ne puisse pas pénétrer dans le cordon de bitume, celui-ci est soumis pendant son passage dans la conduite à au moins un étirage, et de préférence à plusieurs, par augmentation de la vitesse de 11 eau au moyen de réductions appropriées.En changeant la pression dans l'isolant, la pression de la chemise d'eau entourant le cordon de bitume, la nature du liant et la quantité d'isolant, on peut faire varier dans de larges limites l'isolement produit par les morceaux et ainsi l'adapter aux conditions de service désirées. Après séparation de l'eau et séchage, les morceaux, formant un granulé, sont saupoudrés d'un agent de séparation évitant le collage, de sorte qu'ils peuvent être amenés en vrac, par exemple en sacs, au point de pose ou on les applique sous forme de remblai mou sur la canalisation et verse ensuite sur ce remblai un produit de scellement pur liquide chaud qui en remplit les interstices.Au contact du remblai, le produit de scellement liquide chaud, en raison de la surface relativement grande du granulé, se refroidit suffisamment vite pour ne pas le faire fondre ; il se produit simplement un ramollissement de la surface du granulé, les isolants thermiques incorpores à lui restant dans leur position et leur état, de sorte que leur remontée n'est pas possible et que le remblai refroidi a,à tout endroit,dans toute sa section,le même effet isolant. Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise comme liant pour la réalisation du remblai un bitume ayant un point de ramollissement de préférence supérieur à 1000C et comme produit de remplissage de ses interstices un bitume ayant un point de ramollissement de par exemple 70 à 1000C. L'invention donnant la possibilité d'utiliser des liants différents pour la fabrication du granulé et pour le remplissage des interstices du remblai, on peut utiliser un produit de remplissage ayant un point de ramollissement relativement bas qui, fourni sous forme solide, par exemple en blocs, peut être liquéfié relativement rapidement et simplement au chantier avec des appareils de fusion connus de type simple, de sorte qu'on obtient en peu de temps un enveloppe contact de la canalisation sans danger de fusion du granulé.On utilise de préférence des produits de scellement à haut indice de pénétration afin d'avoir un certain domaine de température d'emploi. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le remblai mou est d'abord réalisé jusqu'à environ mi-hauteur de la canalisation et le produit de scellement liquide chaud versé sur la surface de la canalisation, et qu'après refroidissement de ce produit le remblai mou est achevé et du produit de scellement est de nouveau versé. La réalisation d'un remblai partiel et son remplissage par le produit versé sur la canalisation empêchent la vapeur d'eau pouvant se former lorsque ce produit entre en contact dans les conditions du chantier avec la surface éventuellement humide du granulé de se déposer et se condenser à la surface de la canalisation, de sorte qu'il n'y a pas de danger de corrosion de la canalisation.Le produit de scellement forme sur le tuyau une couche continue qui, en cas de dilatation thermique dans les conditions de démarrage et de service, en raison du comportement plastoélastique du granulé forme par rapport au liant une zone de glissement qui décharge la canalisation et l'isolant. Le produit de scellement coule de la paroi du tuyau vers l'extérieur et empêche ainsi la formation de bulles d'air, de sorte qu'on obtient une enveloppe parfaitement compacte. Il est opportun d'attendre pour la première couche de remblai que le liant soit suffisamment refroidi afin qu'il ne provoque pas une agglomération prématurée de la deuxième couche. D'autres caractéristiques et avantages du procédé de l'in vention ressortiront de la deacription qui va suivre L'appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé de 11 invention est caractérisé en ce qu'il se compose d'un réci pient, de préférence chauffable et tournant, servant au séchage des isolants thermiques, d'un récipient destiné à recevoir les isolants séchés et présentant entre deux obturateurs étanches aux gaz, par exemple des vannes, une chambre servant de sas, et d'un récipient adjoint au récipient formant sas, destiné è recevoir le liant et pourvu d'un agitateur, que la chambre de sas est reliée à une conduite d'aspiration fermable servant A produire une dépression et à une conduite sous pression ferma- ble servant à produire la pression, et que le récipient â bi tume est relié à une conduite sous pression alimentée par la source de pression et comporte une pompe destinée â l'évacua tion du mélange. D'autres caractéristiques et avantages de cet appareil ressortiront de la description qui va suivre. Le dessin annexé représente schématiquement, dans sa figure unique, un exemple de forme de réalisation de l'appareil destiné è la mise en oeuvre du procédé. Comme le montre le dessin, il est prévu un récipient 1, qui peut être chauffé d'une manière non représentée et le cas échéant tourner, et est destiné à recevoir l'isolant thermique, par exemple des granulés de liège 2. Les granulés de liège 2 sont séchés dans ce réservoir 1 puis envoyés chauds à un réci pient 4 au moyen d'un organe de transport quelconque 3. Ce récipient 4 comporte un dispositif d'obturation supérieur (van ne 6) et un dispositif d'obturation inférieur (vanne 7) tous deux étanches aux gaz et forme entre ces vannes 6 et 7 une chambre 5 servant de sas. Dans cette chambre 5, quand les van nes 6 et 7 sont fermées, les granulés de liège 2 sont d'abord mis en dépression par la conduite d'aspiration Il pourvue d'un robinet 12, de sorte que la vapeur d'eau restante produite lors du séchage en est éliminée.Les granulés de liège se trouvant dans la chambre 5 sont ensuite mis sous pression de dioxyde de carbone gazeux à partir d'une source de pression 15 par une conduite 13 pourvue d'un robinet 14. Le fond ouvert du récipient 4 débouche dans un récipient 8 destiné à recevoir le bitume liquide chaud qui y est amené par la tubulure 9 et remplit sa partie inférieure 10 dans laquelle est place un agitateur 19. Dans le récipient 8 est maintenue en permanence à partir de la source de pression 15, par la conduite 16 et le robinet 17, la même pression que dans la chambre 5, de sorte qu'après ouverture de la vanne 7, les granulés de liège 2 se trouvant dans la chambre 5 tombent sous l'effet de leur poids sur la surface du bitume liquide chaud se trouvant dans la partie inférieure 10 du récipient 8 et sont mélangés à lui de façon homogène par l'agitateur 19. Au récipient à bitume 8 est raccordée par un robinet d'arrêt 22 une pompe 21 qui en extrait le mélange homogène de bitume et de granulés de liège sous pression et le conduit par la conduite 20 à une série de dérivations 23 pourvues de robinets d'arrêt et portant chacune une buse 24 à laquelle est raccordée une conduite 28 représentée en trait interrompu. A la buse 24 est amenée par la conduite 26 pourvue d'un robinet d'arrêt 25 de l'eau froide sous une pression adaptée à la pression qui règne dans le récipient à bitume 8, laquelle forme une chemise d'eau fermée autour du cordon 27 de mélange qui sort de la buse. La conduite 28, non représentée en détail, se compose de plusieurs tuyaux flexibles en matière transparente reliés entre eux par des manchons de réduction amovibles destinés à soumettre le cordon 27 à au moins un étirage pendant son passage dans la conduite 28.Les conduites 28 des buses 24 montées sur les conduites 23 se terminent par un dispositif de coupe rotatif non représenté qui divise en morceaux d'égale longueur les cordons 27 sortant des conduites 28 avec l'eau. La dimension des morceaux peut être choisie à volonté et adaptée à différentes conditions d'emploi. Les morceaux, formant un granulé, sont séparés de façon appropriée de l'eau servant d'agent de transport, par exemple par passage sur une bande d'acier inoxydable perforée à commande variable afin d'obtenir une hauteur de couche optimale pour le séchage du granulé. Pour le séchage, la bande d'acier perforée peut passer sur des caisses aspirantes qui font passer l'air à travers le granulé afin de chasser les particules d'eau qui adhèrent à sa surface. L'eau obtenue peut être recueillie et ramenée à l'eau de refroidissement par une conduite d'aspiration.L'eau qui sort des conduites en plastique 28 est également recueillie, filtrée et ramenée à l'appareil. En vue de la conservation de sa fluidité, le granulé séché peut, en particulier après un stockage prolongé et lorsque la température extérieure est élevée, être saupoudré d'un agent de séparation, par exemple farine de roche ou de liège. Il est ensuite amené au lieu d'emploi soit en vrac, soit en emballage approprié. L'appareil fonctionne de la façon suivante. On commence par mettre des granulés de liège 2 dans le récipient 1, les y chauffe puis, la vanne 6 étant ouverte et la vanne 7 fermée, les introduit dans la chambre 5 du récipient 4 et ferme la vanne 6. On met ensuite en dépression par la conduite il les granulés de liège 2 qui se trouvent dans la chambre 5 Après avoir fermé le robinet 12, on ouvre le robinet 14, de sorte que la chambre 5 contenant les granulés 2 est mise sous pression à partir de la source de pression 15 par la conduite 13. En même temps, on met et maintient le récipient à bitume 8 à la même pression à partir de la source 15. Ensuite, la vanne 6 étant fermée, on ouvre la vanne 7, de sorte que les granulés de liège, sous l'effet de leur poids, tombent dans la direction des flèches sur la surface du bitume liquide qui se trouve dans la partie inférieure 10 du récipient 8. L'agitateur 19 produit sous l'action de la pression un mélange homogène de bitume et de granulés de liège 2. Le mélange ainsi produit peut être versé directement du récipient 8 sur la canalisation au point de pose. Il est cependant plus indiqué et plus avantageux de faire à partir du mélange, par les buses 24 et les conduites 28, comme on l'a dit précédemment, un granulé qui peut être transporté en vrac jusqu'au point de pose et déversé sur la canalisation, après quoi il suffit au point de pose de remplir les interstices d'un produit de scellement liquide. REVENDI CÂTIONS 1. Procédé de fabrication d'un mélange de liant thermoplastique, de préférence bitume, et d'isolants thermiques poreux et/ou cellulaires, par exemple granulés de liège ou matière analogue, et, avec ce mélange, d'une enveloppe isolante et anti-corrosion entourant une canalisation enterrée, caractérisé en ce que les isolants thermiques poreux et/ou cellulaires sont chauffés et de préférence les isolants thermiques chauds sont soumis à une dépression puis mis sous pression au moyen d'un gaz sec, et que les isolants thermiques sous pression sont mélangés avec agitation à des liants thermoplastiques soumis à la même pression. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un gaz sec dont la conductivité thermique est inférieure à celle de l'air, par exemple du dioxyde de carbone. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mélange est scindé en un grand nombre de cordons d'assez faible diamètre et chaque cordon, en transport continu, est maintenu en étirage, au moins une fois, dans une chemise d'eau à basse température l'entourant, mue avec lui et ayant une pression adaptée à la pression du mélange, jusqu'à ce qu'il soit pratiquement solidifié, que les cordons entourés d'eau et pratiquement solidifiés sont divisés en un grand nombre de petits morceaux égaux, que l'eau et ces morceaux sont ensuite transportés en lit fluide et qu'ensuite l'eau est séparée des morceaux, les morceaux sont séchés et les morceaux secs sont éventuellement traités, par exemple saupoudrés, avec des matières supprimant le collage telles que terre à diatomées ou farine de liège, et que dans la tranchée contenant la canalisation est réalisé un remblai mou de morceaux entourant cette dernière et que sur ce remblai mou est versé un produit de scellement pur liquide chaud remplissant ses interstices. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise comme liant pour la réalisation du remblai un bitume ayant un point de ramollissement supérieur à 10000 et comme produit de remplissage des interstices un bitume ayant un point de ramollissement inférieur à 10000. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le remblai mou est d'abord réalisé jusqu'à environ mi-hauteur de la canalisation et le produit de scellement liquide chaud versé sur la surface de la canalisation, et qu'après refroidissement de ce produit, le remblai mou est achevé et du produit de scellement est de nouveau ver sé. 6.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le remblai mou est appliqué sur la canalisation et ensuite le flexible ou le récipient livrant le produit de scellement liquide chaud est déplacé de façon continue le long du remblai. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise pour le remblai mou un granulé composé d'au plus 90% en poids de bitume et au moins 10% en poids de granulés de liège ou de matière analogue. 8.- Procédé selon l'une des revendications 1 è 7, caractérisé en ce qu'on utilise une quantité de produit de scellement pur liquide chaud correspondant à environ 33% en poids du volute de l'enveloppe. 9.- Appareil de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il se compose d'un récipient, de préférence chauffable et tournant, servant au séchage des isolants thermiques, récipient destiné à recevoir les isolants séchés et présentant, entre deux obturateurs étanches aux gaz, par exemple des vannes, une chambre servant de sas, et d'un récipient adjoint au récipient formant sas, destiné à recevoir le liant et pourvu d'un agitateur, que la chambre sas est reliée à une conduite d'aspiration fermable servant à produire une dépression et à une conduite sous pression fermable servant à produire la pression, et que le récipient à bitume est relié à une conduite sous pression alimentée par la source de pression et comporte une pompe destinée à l'évacuation du mélange. 10.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pompe à vide peut être soumise à une dépression inférieure à 100 mm de mercure et les conduites sous pression peuvent être soumises à une pression manométrique d'environ 1,0 à 6,0 bar. n appareil selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'à la pompe du récipient à bitume sont raccordées en parallèle une série de buses connues chauffables présentant chacune une amenée calorifugée d'eau de refroidissoefft sous pression et formant chacune un cordon de bitume que chaque sortie de buse est reliée à un tuyau flexible en matière transparente destiné à conduire l'eau de refroidisseient et le cordon, que dans ce tuyau flexible sont prévues de distance en distance des tubulures intermédiaires amovibles se ré trécissant à la laniers d'un tube de Venturi, qu'à l'extrémité de ce tuyau flexible sont prévus un dispositif de fragaentation coupant le cordon en morceaux, un dispositif de séchage séparant l'eau de refroidissement des morceaux produits et un dispositif pulvérisateur appliquant un agent de séparation sur les morceaux secs.