Brevet FR2441431A1 — publié le 19800613

La présente invention a pour objet des distributeurs d'eau à faible débit protégés contre le colmatage et des procédés de fabrication de ceux-ci. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des installations de distribution d'eau, notamment de distribution goutte à goutte de l'eau d'irrigation. On connaît de nombreux dispositifs de distribution d'eau goutte à goutte ou de diffuseurs en nappe d'un faible débit d'eau d'arrosage. On sait que l'arrosage au moyen de distributeurs goutte à goutte présente de grands avantages par rapport aux procédés traditionnels et permet d'obtenir une efficacité maxima avec une quantité d'eau réduite. Ce type de distributeur est utilisé dans des installations fixes et permet une réduction importante de la main d'oeuvre consacrée à l'arrosage et de la consommation d'eau. Toutefois l'extension du procédé d'arrosage goutte à goutte se heurte à un grave problème. Le débit délivré par un distributeur goutte à goutte est limité soit en faisant passer l'eau d'arrosage à travers un orifice calibré de très petit diamètre, soit en lui faisant suivre un long parcours dans un passage de quelques millimètres carrés de section. Ce passage peut être enroulé sur lui-même en hélice ou en spirale ou replié sur luimême de manière à constituer des chicanes qui contribuent à créer des remous qui freinent le débit. Les eaux d'arrosage contiennent généralement des matières en suspension qui peuvent obstruer directement le passage de l'eau ou encore adhérer aux parois et réduire peu à peu le débit. Parmi les matières en suspens ion se trouvent des bactéries qui forment des colonies adhérant aux parois et qui facilitent la fixation des éléments inertes minéraux ou organiques en suspension dans l'eau. Les distributeurs sont ainsi fréquemment obturés ce qui désorganise la répartition de l'eau et réduit la production de la culture. On a essayé diverses solutions pour remédier à cet inconvénient. Une première solution consiste à tamiser ou à filtrer l'eau d'arrosage et à ajouter à celle-ci un agent anti-bactérien. Un tel traitement de l'eau d'arrosage entraîne des coûts importants. Une deuxième solution consiste à augmenter la section et en même temps la longueur des orifices de passage de l'eau. Ces dispositions ne font que retarder le colmatage, il reste nécessaire de surveiller les distributeurs et de les décolmater ou de les remplacer un à un. Ces opérations sont longues et coûteuses et compromettent le iléveloppement de ce procédé d'arrosage. L'objectif de la présente invention est de procurer des moyens pour protéger efficacement contre le colmatage des diffuseurs d'eau goutte à goutte ou n'importe quel autre distributeur d'eau à faible débit comportant un ajutage de faible section. On connaît des membranes en résines synthétiques telles que des membranes de dialyse ou d'électrodialyse, des membranes osmotiques, des membranes d'ultrafiltration, des tamis moléculaires qui sont destinés à filtrer sélectivement deux substances en solution afin de séparer l'une d'elles ou d'enrichir une solution. Ces membranes comportent des pores dont le diamètre est très faible, par exemple de l'ordre de 10-6 à 10 5 mm pour des membranes d'ultrafiltration. I1 a été découvert que l'on pouvait lutter efficacement contre le colmatage des pores des membranes d'ultrafiltration et des membranes analogues en utilisant pour la confection des membranes une matière synthétique fortement hydrophile, par exemple une résine polymérisable sulfonée. La présente invention applique cette découverte dans un domaine différent de celui des membranes, pour éviter le colmatage d'orifices de distribution d'eau dont le diamètre est de l'ordre de 10 à I mmsspar de l'eau d'arrosage qui est chargée d'impuretés beaucoup plus importantes que celles qui se trouvent dans les liquides qui sont séparés par ultrafiltration, dialyse, électrodialyse ou osmose. I1 n'était pas évident pour un technicien de l'arrosage que les moyens utilisés pour éviter le colmatage des membranes par des particules très fines pouvaient être également efficaces pour éviter le colmatage des ajutages des distributeurs d'eau par des particules de nature et de taille très différentes de celles des particules qui se trouvent dans les liquides filtrés à travers des membranes. Malgré le très grand intérêt pratique que présente la solution apportée au problème de colmatage des distributeurs d'eau, notamment d'eau d'arrosage, à très faible débit, la solution de ce problème pratique décrite dans la présente demande n'a jamais été proposée et cette application nouvelle d'un moyen connu n'était donc pas évidente. L'objectif de la présente invention qui est d'éviter le colmatage de l'orifice de passage d'eau d'un distributeur à faible débit est atteint en rendant les parois de cet orifice fortement hydrophiles. Selon un premier procédé qui est applicable à tous les types de distributeurs, en métal ou en matière plastique, y compris aux distributeurs existants, on revêt les parois de l'orifice de passage de l'eau d'une pellicule d'une résine polymérisable sulfonée. Selon un autre procédé qui s'applique aux distributeurs en résine polymérisable, on sulfone la résine monomère avant polymérisation et moulage. Selon un autre procédé qui s'applique également aux distributeurs en résine polymérisable, on soumet la résine, après polymérisation et mou lage un traitement de sulfonation en surface. L'invention a pour résultat de nouveaux distributeurs d'eau à faible débit, notamment de nouveaux distributeurs goutte à goutte d'eau d'arrosage, qui sont protégés efficacement contre le colmatage. Généralement, les distributeurs d'eau sont composés de matière plastique qui est un matériau facile à mettre en forme par moulage. Mais les matières plastiques sont hydrophobes, ce qui a pour effet de retenir contre les parois les particules en suspension dans l'eau et les bactéries. Pour remédier à cet inconvénient, on peut utiliser une résine monomère sulfonée dans la masse pour fabriquer les distributeurs. On peut fabriquer par exemple les distributeurs en chlorure de polyvinyle sulfoné obtenu par polymérisation de vinyle, sulfoné au moins partiellement. On peut également utiliser du polystyrène sulfoné obtenu par polymérisation de styrène préalablement sulfoné au moins partiellement. On peut également utiliser touteautre résine polymérisable dont on se sert habituellement pour fabriquer des distributeurs d'eau, par exemple du polyéthylène, du polyrpopylène, du polycarbonate, après avoir sulfoné au moins partiellement le monomère correspondant. Selon un autre procédé, on peut également mouler le distributeur en une résine polymérisable et, après moulage, on attaque la surface du polymère à l'acide sulfurique ou à l'acide sulfonique R - So3H, pour obtenir une sulfonation de celle-ci. Les traitements de sulfonation des monomères ou de sulfonation superficielle des polymères sont connus. La sulfonation des résines a pour effet de substituer un radical sulfonate So 3-à un radical monovalent, par exemple à un radical H ou C. Ce radical sulfonate est un anion qui a pour effet de rendre la surface de l'orifice de passage d'eau extrêmement hydrophile, de telle sorte qu'une pellicule d'eau reste constamrnent accrochée à cette surface qui reste constamment mouillée. Il en résulte que les particules contenues en suspension dans l'eau, qui sont généralement hydrophobes, ne peuvent plus s'accrocher à la paroi de l'orifice. De plus, les ions sulfonate chargés négativemellt repoussent les particules en suspension dans l'eau qui sont chargées négativement. Le traitement de sulfonation des matières plastiques servant à la fabrication des distributeurs d'eau a faible débit, soit dans la masse, soit en surface, soit au moyen d'une pellicule ajoutée en revêtement superficiel évite, de façon très efficace, le colmatage de l'orifice de passage de l'eau. La sulfonation est un moyen préférentiel pour éviter le colmatage qui découle des propriétés fortement hydrophiles des matières sulfonées. Cependant, l'invention ne se limite pas au traitement de sulfonation, mais englobe tous les traitements équivalents qui permettent de rendre fortement hydrophiles les parois de l'orifice de passage d'eau d'un distributeur d'eau et d'obtenir qu'une pellicule de molécules d'eau reste accrochée à cette paroi, laquelle pellicule évite que des particules en suspension dans l'eau ou des colonies bactériennes ne puissent s'accrocher a la paroi. Les distributeurs goutte à goutte sont une application préférentielle des procédés selon l'invention. Cette application n'est pas limitative. Les procédés selon l'invention peuvent être utilisés pour la fabrication de tous les distributeurs ou diffuseurs d'eau comportant un orifice de passage d'eau de faible section qui tend à se colmater. R E V E N n I C A T T O N S 1 -Procédé de fabrication de distributeurs d'eau à faible débit, notamment de distributeurs goutte à goutte d'eau d'arrosage, caractérisé en ce que pour éviter le colmatage de l'orifice de passage de l'eau, on rend les parois de celui-ci fortement hydrophiles. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on revêt les parois de l'orifice de passage de l'eau d'une pellicule d'une résine polymérisable sulfonée. 3 - Procédé selon la revendication 1 de fabrication de distributeurs d'eau en une résine polymérisable, caractérisé en ce que l'on sulfone la résine monomère avant polymérisation et moulage. 4 - Procédé selon la revendication I de fabrication de distributeurs d'eau en une résine polymérisable, caractérisé en ce que l'on soumet ladite résine à un traitement de sulfonation en surface après polymérisation et moulage. 5 - Distributeur d'eau à faible débit, notamment distributeur goutte à goutte d'eau d'arrosage, comportant un orifice de passage d'eau de faible section, obtenu par le procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les parois dudit orifice sont revêtues d'une pellicule de résine polymérisable sulfonée. 6 - Distributeur d'eau à faible débit, notamment distributeur goutte à goutte d'eau d'arrosage, en résine polymérisable, obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ladite résine est une résine sulfonée dans la masse ou en surface.