Brevet FR2446473A1 — publié le 19800808

Procede-~et dispositif pour doser un fondant chimique - sur une toute La presente invention vise a fournir un procédé pour contrôler la viabilité des routes en période hivernale, plus particulièrement en periode de gel ou de chute de neige. Elle concerne plus particulierement un procede pour doser une quantite de fondant chimique présent sur une route. Pour assurer la viabilite des routes en périodé de gel ou de chute de neige, en particulier pour leur conserver une adhérence suffisante, il est de pratique courante d'y epandre des fondants chimiques tels que, par exemple, du chlorure de metal alcalin ou alcalinoterreux, de l'uree, des alcools, etc. Bien que ces fondants chimiques puissent être epandus sur les routes apres qu'il s'y soit forme une couche glissante de givre, de verglas ou de neige en vue de la fondre, ils s'aèrent toutefois, en general, plus actifs lorsqu'ils sont epandus a titre preventif, c'est-a-dire avant qu'une telle couche glissante ait, eu le temps de se former. Cette pratique presente l'avantage supplémentaire d'empêcher en permanence la formation d'une couche de verglas., de givre ou de neige sur les routes, ce qui est évidemment de nature a renforcer la sécurité des usagers. L'epandage preventif des fondants chimiques présente toutefois l'inconvénient que ceux-ci sont progressivement éliminés des routes sous l'effet du trafic et du vent, ainsi que par ruissellement lors des précipitations de sortequ'il s'avère nécessaire de procéder à des épandages périodiques. Il est des lors important de pouvoir contrôler périodiquement si la quantité de fondant chimique présente par unité d'aire de la route est suffisante pour la sécurité des usagers. A cet effet, on a déjà proposé de mesurer la résistance électrique du film de fondant chimique qui recouvre la route (H20 Tijdschrift voor watervoorziening en afvalwaterdeling, vol.10, 24 nov. 1977, p.N96). Quoique facile et rapide, ce procédé de contrôle connu s'est révélé en pratique non fiable car incapable d'assurer une mesure précise et reproductible de la quantité de fondant présente sur la route. La présente invention remédie a cet inconvénient de ce procédé connu, en fournissant un procede qui permet un contrôle facile, rapide et precis de la quantite de fondant chimique presente sur une route. L'invention concerne a cet effet un procede pour doser un fondant chimique sur une route selon lequel on pose un manchon de section predeterminee sur la route, on introduit dans la chambre delimitee entre le manchon et la route, une quantite réglée d'un solvant du fondant, on prélève hors de la chambre, une fraction au moins de la solution résultante, et on mesure la résistivité électrique de ladite fraction de solution. Dans le procédé selon l'invention, on entend, par fondant chimique,-une substance susceptible d'abaisser suffisamment le point de congélation de l'eau pour empêcher la formation de couches de glace, de givre ou de neige en période hivernale normale. Des fondants chimiques communément utilises sur les routes, dans le cadre de l'invention sont les chlorures de métaux alcalins ou alcalinoterreux, à l'état particulaire ou en solutions aqueuses, par exemple le chlorure de sodium et le chlorure de calcium. On utilise avantageusement des mélanges de chlorure de sodium et de chlorure de calcium. Le manchon a pour fonction de délimiter sur la route une surface d'aire definie. La forme de sa section n'est pas critique; elle peut être par exemple circulaire, ovale ou polygonale. Le manchon doit néanmoins être agencé de manière à assurer un contact étanche avec la route. A cet effet, il peut par exemple être muni d'une bande élastique étanche sur son bord destiné a être appliqué sur la surface de la route. Dans le procéde selon l'invention, on choisit de préférence un solvant qui ne réagit pas avec le matériau constituant la route, par exemple avec les revêtements hydrocarbonés. On utilise de préférence des solvants peu volatils dans lesquels la dissolution du fondant chimique est rapide. Les solvants aqueux, en particulier l'eau, constituent une classe de solvants préférés dans le cadre de l'invention. Par tres grand froid, il peut s'avérer nécessaire de faire usage d'un solvant a bas point de fusion, par exemple d'un mélange d'eau et d'acétone. Dans ce cas particulier, la teneur en acétone du mélange eau-acétone dépend de la température; d'une maniere générale, on peut avantageusement la régler entre 5 et 25 Z du poids du mélange.Pour accélérer la dissolution du fondant chimique dans le solvant, on peut éventuellement chauffer celui-ci avant de l'introduire dans le manchon. Selon l'invention, la quantité de solvant introduite dans la chambre du manchon doit être suffisante pour que toutes les aspérités de la portion de route délimitée par le manchon soient recouvertes par la solution. Toutes autres choses égales, on obtient généralement de bons résultats des que l'épaisseur de la couche de solution dans la chambre delimitée par le manchon est au moins égale a 1 mm, de préférence supérieure à 2 mn. La quantité maximmm de solvant a ne pas dépasser dans la chambre du manchon est conditionnée par la nécessité d'éviter une fuite de solution sous le joint du manchon, sous l'effet de la charge hydrostatique de la solution dans la chambre du manchon. Toutes autres choses égales, cette valeur maximum dépend d'un grand nombre de facteurs, parmi lesquels figurent notamment la rugosité de la route, la nature du joint du manchon, la section et la forme du manchon, la nature du solvant utilisé, notamment sa viscosité. A titre d'exemple, des quantités de solvant qui conviennent dans le cas d'un revêtement routier hydrocarboné rugueux, sont celles qui permettent d'atteindre, dans la chambre délimitée par le manchon sur la route, une couche de solution dont l'épaisseur est comprise entre 2 et 50 mm, d'excellents résultats étant généralement obtenus avec des épaisseurs de couche comprises entre 5 et 20 mm. D'une maniere générale, pour mesurer la résistivité de la fraction de solution prélevée hors de la chambre du manchon, on y immerge deux électrodes de surface définie, écartées l'une de l'autre d'une distance prédéterminée et on mesure la résistance electrique de la couche de solution qui les sépare, la résistivité étant alors déduite de la relation S p =Rx1 où p désigne la résistivité de la solution; R désigne la résistance électrique mesurée, de la couche de solution séparant les électrodes; S désigne la surface des électrodes; 1 désigne la distance séparant les deux électrodes. Dans le procédé selon l'invention, il est préférable de soumettre la solution présente dans la chambre du manchon, a une agitation mécanique pendant l'introduction du solvant dans ladite chambre, de maniere a accélérer son homogénéisation. A cet effet, on peut par exemple faire usage d'agitateurs tels que des brosses, déplacés dans le manchon. Suivant une forme de réalisation préférée du procédé selon l'invention, pour agiter la solution, on pulvérise le solvant sous pression contre la route pendant son introduction dans le manchon. Dans le procédé selon l'invention, la mesure de la résistivité électrique de la solution de fondant chimique prélevée hors du manchon est une mesure de la teneur en fondant chimique de cette solution; par voie de conséquence, connaissant la quantité de solvant introduite dans le manchon et l'aire délimitée par ce dernier sur la route, elle est une mesure de la quantité de fondant chimique par unité d'aire de la route. Pour l'exécution du procédé suivant l'invention, on peut utiliser un dispositif qui, conformément a l'invention, comprend un manchon conçu pour être appliqué de maniere étanche sur la route, une cellule de mesure de la résistance électrique de liquides, un organe d'introduction, dans le manchon, d'un volume défini d'un solvant du fondant chimique et un organe de transfert d'une solution du fondant chimique, du manchon dans la cellule. Dans le dispositif selon l'invention, la cellule de mesure consiste généralement, de maniere connue en soi, en une enceinte contenant deux électrodes de surface définie, écartées l'une de l'autre d'une distance prédéterminée et raccordees à un obImtre ou à un pont de mesure de résistance, par exemple un pont de Wheatstone. En variante, on peut aussi faire usage d'un appareil de mesure de conduc tance. L'organe d'introduction de solvant dans le manchon a pour fonction de débiter un volume défini, prédéterminé de solvant dans la chambre du manchon. Selon l'invention, il peut avantageusement consister en une seringue. Celle-ci est de préférence munie d'un pulvérisateur orienté vers le fond du manchon, de maniere à assurer une projection et une dispersion du solvant sur la route. Le volume utile de la seringue doit être choisi en fonction de la section du manchon, de maniere que lorsque ce dernier est posé sur une route, la seringue soit capable d'y introduire un volume de solvant compatible avec la formation d'une couche de solution d'épaisseur requise, telle que définie plus haut, par exemple une couche de solution de 15 mm d'épaisseur. En variante, on peut remplacer la seringue par un injecteur pneumatique ou tout autre appareil connu, capable de pulvériser et de projeter le solvant sous pression dans le manchon. L'organe de transfert de la solution de fondant chimique dans la cellule de mesure a pour fonction essentielle d'envoyer, dans la cellule de mesure, une fraction au moins de la solution de fondant chimique forme dans la chambre délimitée par le manchon, apres que celui-ci ait été posé sur une route traitée avec un fondant chimique et ait été alimenté avec un volume défini de solvant au moyen de 11 organe d'introduction précité. L'organe de transfert peut consister, par exemple, en une pompe aspirante-refoulante, à fonctionnement manuel ou électrique, capable de prélever, par aspiration, la fraction susdite de solution hors du manchon et de la refouler ensuite dans la cellule de mesure. Dans une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'invention, la cellule de mesure comprend une enceinte tubulaire contenant deux électrodes, une extrémité de l'enceinte tubulaire étant raccordée au manchon et l'autre extrémité de 11 enceinte tubulaire étant raccordée à l'organe de transfert qui consiste en une pompe aspirante, par exemple une seringue. Dans cette forme de réalisation de l'invention, on mesure la résistance électrique de la solution pendant son passage dans l'enceinte tubulaire, entre les électrodes, sous l'action de la pompe aspirante. Le dispositif selon l'invention étant conçu pour qu'une quantité égale de solvant soit introduite dans le manchon à chaque opération de dosage, il peut aisément être calibré au départ de solutions de concentrations connues en fondant chimique et afficher directement des valeurs de la quantité de fondant par unité d'aire de la route en réponse aux valeurs de la résistivité électrique mesurée dans la cellule de mesure. Pour ternir compte de l'influence de la température ambiante sur la valeur de la résistance de la solution aqueuse, on peut, selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, munir la cellule de mesure d'un organe de correction de l'influence de la température. Celui-ci peut par exemple consister en une résistance variable cali brée, manoeuvrable manuellement ou automatiquement au moyen d'un circuit électronique. Le procédé et le dispositif suivant l'invention présentent l'avantage de permettre des dosages rapides, précis et aisés de la quantité de fondant chimique présente sur une route. Par voie de conséquence, l'invention permet à tout moment, de contrôler si un épandage supplémentaire de fondant chimique s'avère nécessaire et, le cas échéant, de calculer la quantité de fondant qu'il convient d'épandre par unité d'aire de la route. Des particularités et détails de l'invention apparaitront au cours de la description suivante de quelques formes de réalisation particuliere du dispositif selon l'invention, en référence aux dessins annexés. La figure 1 est une représentation schématique, partiellement en section transversale verticale, d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention; La figure 2 montre, à plus grande échelle et de manière schématique, un détail du dispositif de la figure 1; La figure 3 est une représentation schématique, partiellement en section transversale verticale, d'une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention. Dans ces figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques. Selon l'invention, le dispositif représenté à la figure 1 com- prend un manchon cylindrique rigide 1, réalisé par exemple en matiere synthétique, telle que le polyfluorure de vinylidene, le polyéthy- lene, le polychlorure de vinyle, un polyester. Le manchon 1 est muni, sur une arête, d'un joint élastique 2, conçu pour assurer une étanchéité efficace à l'eau lorsqu'il est posé avec le manchon sur un revêtement routier. Le joint 2 peut par exemple consister en un anneau en caoutchouc collé à la peripherie du manchon ou en une bande annulaire en caoutchouc présentant une section transversale en U, dans laquelle le bord inférieur du manchon est engagé et scellé, par exemple par collage. En variante, on peut aussi utiliser, pour le joint 2, un boyau annulaire déformable élastiquement et gonflé avec de l'air ou un autre gaz. Pour renforcer l'étanchéité du joint 2, on peut avantageusement le recouvrir d'un film'en un matériau hydrophobe, par exemple en silicone. Le dispositif de la figure 1 est en outre équipé d'un organe 6 pour l'introduction d'un volume défini d'eau sous pression dans le manchon 1. Cet organe 6 comprend une seringue manoeuvrable manuellement, dont l'orifice de sortie est raccordé à un distributeur 10 à trois voies, représenté à plus grande échelle à la figure 2. La voie 11 du distributeur 10 est raccordée, via un tuyau flexible 12, à un flacon 13 destiné à contenir de l'eau, tandis que la voie 14 est prolongée à l'intérieur du manchon 1 et terminée par un pulvérisateur 15 orienté vers le fond du manchon 1. Les voies i1 et 14 du distributeur 10 sont munies chacune d'un clapet, respectivement 16 et 17. Ceux-ci sont normalement maintenus en position fermée par des ressorts de rappel, non représentés; ils sont conçus de telle manière que, sous l'action d'un déplacement ascendant du piston 18 dans la chambre de la seringue 6, la voie 11 soit ouverte et la voie 14 obturée, tandis que sous l'action d'un déplacement descendant du piston 18, la voie 11 soit obturée et la voie 14 ouverte. Un ressort, non représenté, peut avantageusement être prévu pour ramener automatiquement le piston 18 dans sa position supérieure extrême. Le dispositif de la figure 1 comprend par ailleurs une cellule de mesure de résistance 19 et un organe 23 conçu pour transférer une solution liquide du manchon 1 dans la cellule 19. La cellule 19 consiste en une enceinte tubulaire contenant deux électrodes 20 et 21 de surface bien définie, écartées l'une de l'autre d'une distance prédéterminée, par exemple 2 mm, et raccordées à un appareil de mesure de résistance électrique 22; ce dernier peut avantageusement consister en un pont de mesure, par exemple un pont de Wheatstone. L'organe de transfert 23 consiste en une seringue disposée dans le prolongemnet de l'enceinte tubulaire de la cellule de mesure 19; un tuyau flexible 24, fixé à l'extrémité inférieure de enceinte de la cellule 19, traverse la paroi du manchon 1 et débouche au voisinage du fond de celui-ci. Pour exécuter le procédé selon l'invention au moyen du dispositif de la figure 1, on commence par remplir le flacon 13.avec de l'eau, puis on pose le manchon 1 sur la surface de la route 8 sur laquelle a été épandu un fondant chimique consistant par exemple en particules de chlorure de sodium ou de chlorure de calcium ou en un film de saumure. Le joint élastique 2 assure l'étanchéité entre le manchon 1 et la surface de la route 8. On manoeuvre ensuite le piston 18 de la seringue 6, pour l'amener de sa position inférieure extrême à sa position supérieure extrême et remplir ainsi la seringue d'un volume défini d'eau soutirée du flacon 13 via le tuyau 12. On repousse ensuite le piston 18 jusqu'à sa position inférieure extrême, ce qui a pour résultat de pulvériser l'eau de la seringue à travers le pulvérisateur 15, sur la portion de la route 8, circonscrite par le manchon 1. On forme ainsi sur celle-ci une couche 9 d'une solution aqueuse du fondant chimique. On manoeuvre ensuite le piston 25 de la seringue 23, pour aspirer une fraction ou la totalité de la couche de solution 9 à travers la cellule de mesure 19, et on mesure la résistance électrique de la couche de solution entre les électrodes 20 et 21, au moyen du pont de mesure 22. La valeur de la résistance relevée est une mesure de la résistivité de la solution de fondant chimique et, par voie de conséquence, de sa concentration en fondant chimique. Connaissant l'aire de la section transversale du manchon, elle est une mesure de la quantité de fondant chimique présente par unité d'aire sur la route 8. On a représenté à la figure 3 une forme d'exécution simplifiée du dispositif selon l'invention. Dans celle-ci, une seringue unique 26 disposée dans le prolongement de la cellule de mesure 19, constitue à la fois organe d'introduction d'eau dans le manchon 1 et l'organe de transfert de la solution de fondant du manchon dans la cellule de mesure 19. Celle-ci est raccordé, à son extrémité inférieure, à un distributeur 10 à trois voies, du type de celui schématisé à la figure 2 et décrit plus haut. La voie 14 du distributeur 10 sert à l'admission de l'eau de la seringue 26 dans le manchon 1 et elle est terminée, à cet effet, par un pulvérisateur 15. La voie 11 du distributeur 10 est prolongée jusqu'au voisinage du fond du manchon 1; elle sert a transférer la solution de fondant chimique du manchon 1 dans la cellule de mesure 19. Pour exécuter le procédé selon l'invention au moyen du dispositif de la figure 3, on extrait le piston 28 de la seringue 26 et on remplit la chambre de la seringue d'un volume défini d'eau. Les clapets 16 et 17 étant maintenus en position fermée par leurs ressorts de rappel respectifs, ils empêchent un écoulement de l'eau hors de la seringue 26. On déplace ensuite le piston 28 vers le bas dans la seringue 26, jusqu'aux butées d'arrêt 27, ce qui a pour résultat de chasser toute l'eau de la seringue 26 dans le manchon 1, via la voie 14 du distributeur 10. On releve ensuite le piston 28 pour aspirer la couche de solution 9 (ou une fraction de celle-ci) dans la cellule 19 et la seringue 26, via la voie 11 du distributeur 10. L'invention n'est pas limitée à la description qui précède, de nombreuses modifications pouvant en effet y être apportées. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour doser un fondant chimique sur une route, carac térisé en ce qu'on pose un manchon de section prédéterminée sur la route, on introduit dans la chambre délimitée entre le manchon et la route, une quantité réglée d'un solvant du fondant, on prélève hors de la chambre, une fraction au moins de la solution résultante, et on mesure la résistivité électrique de ladite fraction de solution. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour mesurer la résistivite électrique de ladite fraction de solution, on la fait circuler au contact de deux électrodes et on mesure la resistance electrique de la solution entre les deux électrodes. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on introduit. le. solvant dans la chambre du manchon en le pulvérisant contre la route. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le solvant est de liteau. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le solvant est une solution aqueuse contenant de 5 à 25 Z en poids d'acétone. 6 - Dispositif pour doser un fondant chimique sur une route, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon conçu pour être appliqué de maniere étanche sur la route, une cellule de mesure de la résistance électrique de liquides, un organe d'introduction dans le manchon, d'un volume défini d'un solvant du fondant chimique et un organe de transfert d'une solution du fondant chimique dans le solvant, du manchon dans la cellule. 7 - DispositifS;elon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe d'introduction du solvant dans le manchon comprend une seringue. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la seringue est munie d'un pulvérisateur orienté vers le fond du manchon. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la cellule de mesure comprend une chambre tubulaire contenant deux électrodes, une extrémité de la chambre tubulaire étant raccordée au manchon et l'autre extrémité de la chambre tubulaire étant raccordée à l'organe de transfert, qui consiste en une pompe aspirante. 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pompe aspirante est une seringue.