Brevet FR2489706A1 — publié le 19820312

La présente invention concerne des perfectionne- ments à la construction de dispositifs de filtration, et notamment les tubes de filtres bobinés de précision com- portant des couches de fil ou de stratifil, à enroulement hélicoïdal. On sait depuis longtemps qu'il est possible de réaliser des filtres en construisant un élément tubulaire comportant un mandrin perforé de précision, sur lequel sont enroulées plusieurs couches de spires espacées d'un toron, appliquées en étant entrecroisées de manière à former plusieurs passages de filtration en forme de losanges à travers la paroi latérale de l'élément que l'on fait traverser au liquide devant être filtré. Le fluide tra- versant le filtre est épuré étant donné que les particules situées dans le liquide sont retenues sur les torons fibreux. On peut rendre la cartouche pelucheuse lors de l'enroulement pour obtenir des fibres supplémentaires maintenues de façon lâche et qui occupent les passages. La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique NO Re 22 651 au nom- de Hastings et collaborateurs décrit un exemple d'un tel filtre. De tels filtres ont pour inconvénient, lors de leur utilisation, de devenir inopérant par suite d'une chute de pression excessive avant que les fibres ne soient recouver- tes en totalité ou de façon prépondérante par les particu- les devant être éliminées du fluide par filtrage. Le char- gement du filtre consiste en général en des particules de taille importante qui recouvrent et obstruent la partie extérieure du filtre. Habituellement le filtrage s'effectue dans une direction allant de l'extérieur vers la partie intérieure du filtre. Dans le brevet déposé aux Etats-Unis d'Amérique sous le numéro 3 471 028, il a été proposé d'utiliser une combinaison d'un fil à enroulement hélicoïdal de précision sur la partie extérieure d'un mandrin perforé, avec deux couches intérieures formées de feuilles enroulées d'un milieu de filtration de manière à créer un filtre apte à filtrer de très fines particules moyennant un écoulement relativement libre du fluide à l'intérieur, et ce, avec une durée de vie utile plus longue qu'en utilisant uniquement des milieux de filtration en feuilles enroulées sans la par- tie extérieure du fil enroulé sous forme hélicoïdale. Dans le brevet déposé aux Etats-Unis d'Amérique sous le numéro 3 904 798, il a été proposé de réaliser des filtres de densité variable par extrusion de fibres direc- tement sur une surface réceptrice en rotation, mais le contrôle de l'uniformité est onéreux dans un tel procédé. Le procédé est limité à des fibres extrudées plutôt qu'à des fibres de stratifil ou à des fibres molletonnées et les fibres de polypropylène décrites sont utilisées uni- quement à des températures relativement basses. De même le procédé met, en oeuvre un appareillage d'un investis- sement coûteux pour l'extrusion contrairement à l'équipe- ment de bobinage relativement simple et peu onéreux prévu pour la préparation de filtres en forme de cartouche à partir de stratifils préformés sur un mandrin perforé rotatif. C'est pourquoi l'on a besoin d'un filtre qui convienne pour le filtrage de particules d'une grande variété de tailles sans s'obstruer. En outre on a besoin d'un filtre de faible prix pouvant être modifié de manière à être adapté à des applications particulières. En outre il est souhaitable de réaliser un filtre du type enroulé qui puisse utiliser l'appareillage existant et fournir une durée de vie utile étendue. Un objet de la présente invention est de résoudre les inconvénients des procédés antérieurs de filtration et des filtres antérieurs. Un autre objet de la présente invention est de créer un filtre bobiné sous forme hélicoïdale, perfec- tionné. Un autre objet de la présente invention est de fournir un filtre à bobinage hélicoïdal possédant une capacité supérieure de retenue des impuretés ou des saletés. Un autre objet de la présente invention est de fournir un filtre bobiné de précision perfectionné, sans accroissement substantiel du coût de production du filtre. Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif permettant de réaliser sur mesure des filtres pour des tailles particulières de particules devant être filtrées. Un autre objet de la présente invention est de fournir une cartouche de filtre d'une durée de vie supérieu- re,sans diminution du rendement. Un autre objet de la présente invention est de fournir une cartouche de filtre bobiné possédant une durée de vie supérieure. Ces objectifs ainsi que d'autres buts de la pré- sente invention sont atteints d'une manière générale dans un filtre du type bobiné de précision, dans lequel les parties des enroulements en direction de l'élément en forme- de mandrin perforé-possèdent un bobinage plus fin fournissant un plus grand nombre de losanges cir- conférentiels en direction du mandrin que les enroulements situés en direction de la partie extérieure de la cartouche. Cette disposition des enroulements suppose naturellement que la cartouche doit être utilisée pour la filtration de liquides ou de gaz, avec le côté d'admission du fluide situé sur l'extérieur de la cartouche et la sortie du fluide au niveau du mandrin. Si l'on utilise la cartouche avec l'admission au niveau du mandrin, il faudrait alors placer à ce niveau le bobinage le plus grossier. Dans une forme particulièrement préférée de l'invention, environ les quatre cinquièmes intérieurs de la profondeur de l'enroulement possèdent un bobinage fin, tandis qu'environ le cinquième extérieur possède le bobinage le plus grossier avec un nombre moins important de losanges suivant la direction circonférentielle. La cartouche possède une durée de vie accrue, pour une même capacité nominale en micromètres et un même rendement. A titre d'exemples, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement aux dessins annexés une forme de réalisation du filtre selon l'invention et un mode d'exécution du procédé de l'invention, dessins sur lesquels la figure 1 représente un filtre conforme à l'invention, dans lequel le bobinage extérieur grossier est en vue arrachée de manière à montrer le bobinage inté- rieur plus fin présentant un plus grand nombre de losanges circonférentiels; la figure 2 est un graphique illustrant le fonctionnement amélioré de cartouches de filtres à deux couches conformes à l'invention et filtrant de grosses poussières; la figure 3 est un graphique illustrant le fonctionnement amélioré d'une cartouche de filtre à deux couches conforme à l'invention filtrant de la poussière fine; la figure 4 est un graphique montrant le fonc- tionnement amélioré d'un filtre à-trois couches selon l'invention, destiné à la filtration de grosses poussières; et la figure 5 est un graphique illustrant le fonctionnement des exemples de cartouches représentés. Le filtre et le processus de filtration conforme à l'invention présentent de nombreux avantages par rapport aux procédés et aux filtres de l'art antérieur. On consi- dère que l'avantage principal du filtre conforme à l'in- vention est son aptitude à avoir une durée de vie plus longue que les filtres antérieurs, et ce tout en conservant sensiblement la même capacité nominale en micromètres. Le filtre conforme à l'invention possède une durée de vie supérieure, ce qui signifie qu'une plus grande quantité de fluide pollué peut le traverser avant que la chute de pression soit élevée au point de nécessiter son remplace- ment. En outre la cartouche conforme à l'invention possède une capacité supérieure de retenue des impuretés et par conséquent piège et retient une plus grande quantité de substances particulaires provenant du fluide qui la traverse. Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que le besoin en fil est légèrement plus faible étant donné que le bobinage grossier au niveau de la surface ne nécessite pas autant de matière. Un autre avantage de la présente invention consiste en ce qu'elle ne nécessite pas de modifications importantes de la technique de production pour l'obtention d'une cartouche nettement perfectionnée. Un autre avantage supplémentaire réside dans le fait que les cartouches conformes à l'invention peuvent être quel- quefois fabriquées sur mesure conformément aux besoins particuliers des utilisateurs. Cependant les cartouches selon l'invention permettent également de filtrer simulta- nément de façon satisfaisante des particules d'une gamme étendue de tailles à partir d'un fluide, et ce avec une longue durée de vie avant que la cartouche ne soit obstruée. Dans la description qui va suivre, on utilise les termes techniques suivants conformément aux définitions indiquées ci-après qui sont considérées comme étant con- formes à leur signification admise dans le domaine de la technique de filtration par cartouches: Capacité nominale en micromètres: c'est la valeur pour laquelle 90 % des particules d'une taille spécifiée sont éliminées du fluide traversant le filtre. Rendement: rapport du nombre ou du poids de particules d'une taille particulière dans le fluide en aval au nombre ou au poids de particules d'une taille particu- lière dans le fluide en amont d'un filtre. Nombre de bobinage: nombre de losanges circon- férentiels sur la surface d'une cartouche prise comme étant le lieu des points déterminant un cercle dans un plan perpendiculaire à l'axe du filtre. Taux de bobinage: est égal au nombre de tours par minute de la broche divisé par la fréquence de transla- tion (cycles complets du mécanisme de translation dans le sens aller et retour au point de départ). Capacité de retenue d'impuretés (DHC): quantité d'impuretés ou de saletés dans un fluide envoyé à une cartouche (également désignée comme étant la durée de vie de la cartouche). Volume d'impuretés: impuretés réellement dans le filtre (on considère que le volume d'impuretés est difficile ou impossible à mesurer directement). Chute de pression: variation de la pression entre le fluide d'entrée et le fluide sortant d'une car- touche pendant la filtration. Losange: un losange est la surface ouverte, mesurée du centre d'un toron au centre du toron suivant entre des torons voisins d'un réseau de losanges enroulé avec précision sur une cartouche de filtre. Réseau de losanges: c'est l'enroulement complet destiné à former une couche de losanges circonférentiels, c'est-à-dire que 15 cycles de la translation sont nécessai- res pour former un réseau complet de losanges pour une cartouche à nombre de bobinages" 15. Il apparaîtra à l'évidence, des définitions données ci-dessus, que si le rendement reste le même, un accroissement de la capacité de retenue des impuretés équivaut alors à une augmentation des impuretés arrivantes. On sait que dans un filtre à un seul bobinage, l'accroisse- ment du nombre de losanges circonférentiels (enroulement ou bobinage plus fin) fournit un rendement supérieur, mais réduit la durée de vie de la cartouche. Le filtre à couches - multiples ou à bobinages multiples conforme à la présente invention permet d'accroître la durée de vie de la cartouche, tout en conservant aux mêmes valeurs le rendement et la capacité nominale en micromètres. Les dessins représentent une cartouche conforme à la présente invention, dans laquelle la couche extérieure de bobinage plus grossier a été partiellement arrachée. La cartouche possède un mandrin poreux cylindrique 14 consti- tué habituellement par de l'acier étamé, de l'acier inoxyda- ble ou une matière plastique perforé. La couche intérieure 42 de la cartouche 12 comporte, comme cela est représenté dans la section 18, un bobinage plus fin que la partie extérieure 44 qui, comme cela est représenté en 16, présente des losanges de taille plus importante. On notera qu'il existe environ six losanges visibles 22, 24, 25, 26, 28 et 29 sur une ligne circonférentielle sur la surface extérieure de la partie supérieure. La partie intérieure à bobinage plus fin possède environ neuf losanges visibles 32, 34, 35, 36, 38, 39, 40 et 41 sur une ligne circonféren- tielle. On peut voir environ six losanges pour la couche extérieure à bobinage grossier et environ neuf losanges pour la couche intérieure bobinée plus finement ou d'une manière plus serrée. Au contraire une cartouche de l'art ' antérieur posséderait le même nombre de losanges circonfé- rentiels sur toute son épaisseur. Naturellement il est vrai que les losanges cor- respondant à un même nombre de bobinages s'élargissent progressivement au fur et à mesure que l'enroulement provo- que l'épaississement de la cartouche. Le nombre des translations du guidefil par minute et le nombre de tours par minute de la broche d'enroulement restent identiques et par conséquent le nombre de losanges reste le même indépendamment de l'épaisseur de la couche de matériau de filtre bobiné, disposée à la surface du mandrin 14. Cepen- dant,conformément à la présente invention, des losanges possédant une surface encore plus grande que celle que 1 'on obtiendrait naturellement par suite de l'accroissement du,. diamètre, sont formés en utilisant un nombre inférieur de bobinages lors de la formation de la partie extérieure de la cartouche. La différence du nombre de bobinages entre la partie intérieure 18 et la partie extérieure 16 de la car- touche varie avec la taille de la cartouche et pour chaque nombre de bobinages de la base ou du mandrin. Pour la cartouche qui possède un mandrin d'un diamètre d'environ 2,86 cm et un diamètre total d'environ 6,19 cm après enrou- lement, la relation entre le nombre de bobinages intérieurs et le nombre de bobinages extérieurs pour des bobinages de cartouches usuelles a été estimée. Dans le cas de l'utili- sation d'un nombre de bobinages du mandrin compris entre 13 et 27 et d'un nombre de bobinages extérieurs compris entre 10 et 23, le rapport pour ces cartouches s'étage dans une gamme comprise entre environ 1,3 et environ 2,1 lorsque la cartouche est utilisée pour une grosse poussière. Lorsque la cartouche est utilisée pour une poussière fine et possède un nombre de bobinages intérieurs compris entre 15 et 27 et un nombre de bobinages extérieurs compris entre 13 et 21, le rapport est compris entre environ 1,07 et environ 1,85. Sous le terme de grosse poussière on désigne la poussière d'essai connue sous le nom de "AC Coarse Test Dust" (poussière d'essai grossière AC) disponible auprès de la société AC Spark Plug Company et qui contient lestailles de particules suivantes en: pourcentages en poids des particules possédant la taille indiquée en micromètres: 12 % pour 0-5 Nom, 12 % pour 5-10 gm; 14 % pour 10-20 gNm; 23 % pour 20-40 pm; 30 % pour 40-80 Nom; 9 % pour 0-200 Nom. La poussière fine est une poussière dénommée AC Fine Test Dust (poussière d'essai fine AC) disponible auprès de la société AC Spark Plug Company et qui contient les tailles suivantes pourcentages en poids pour la taille indiquée en micromètres 39 % pour 0-5 gNm; 18 % pour 5-10 gNm; 16 % pour 10-20 Nm; 18 % pour 20-40 Nm; 9 % pour 40-80 Nom; 0 % pour 80-200 'm. Comme cela est représenté sur les figures 2 et 3, le fonctionnement de filtres classiques de 6,19 cm a été estimé pour des filtres possédant des bobinages de base classiques avec une couche mince ayant un nombre de bobinages différent, et un bobinage plus grossier sur la surface extérieure. La figure 2 est un schéma illustrant le fonc- tionnement estimé de cartouches comportant des bobinages de base (grossiers) ayant pour nombres de bobinages 13, 15, 19, 23 et 27, utilisés pour la filtration d'une suspension aqueuse d'une poussière d'essai grossière du type AC. La figure 3 montre le fonctionnement estimé de filtres con- formes à l'invention réalisant la filtration d'une suspen- sion aqueuse d'une poussière d'essai fine du type AC. Les courbes estimées des figures 2 et 3 sont obtenues à partir d'une comparaison mathématique de l'efficacité de filtration de différentes épaisseurs de couches bobinées de matériau de filtre. Ces prévisions ont été globalement confirmées par l'expérience comme dans l'exemple donné ci-dessous. L'expression "bobinage de base" utilisée ici désigne les bobinages de stratifil ayant un nombre de bobinages plus élevé que celui de la couche extérieure, en partant du man- drin, et formant les parties du mandrin bobinées de la maniè- re la plus serrée (la plus fine).Dans tous les cas illustrés par les graphiques, le bobinage extérieur possède une épaisseur égale à environ 1/5ème de l'épaisseur de l'ensemble de la profondeur du filtre ou de l'épaisseur sur laquelle s'effectue la filtration, et tous ces graphiques indiquent en ordonnées la capacité de retenue des impuretés, en grammes d'impure- tés arrivant. La figure 2 montre que l'efficacité des cartouches est fortement accrue par l'adjonction d'une couche comportant un bobinage plus grossier à la surface de la cartouche. On peut voir que les cartouches sont améliorées d'une manière importante lorsque des bobinages de surface comportant des losanges d'une taille plus importante sont disposés au-dessus du bobinage de base. A un certain moment, cette amélioration atteint un maximum et décroît rapidement jusqu'à ce que, avec un losange de très grande taille et pour un nombre de bobinages de surface faible par rapport au nombre de bobinages du mandrin, le rendement de la cartouche diminue effectivement étant donné qu'on obtient, en réalité, un filtre plus mince dont la couche de surface n'effectue pas une filtration importante. Une comparaison des figures 2 et 3 montre que l'amélioration de fonctionnement est plus importante pour la grosse poussière que pour la poussière fine avec une amélioration de 100 % aisément possible avec une grosse poussière, tandis que l'amélioration avec une poussière fine n'est pas aussi importante. La composi- tion de la poussière d'essai grossière comporte, comme cela a été indiqué précédemment, une gamme plus étendue de tailles de particules et l'on estime que cela correspond plus réellement à la circulation générale de saletés dans des applications de filtration commerciales dans le domaine de la photographie, des boissons et des techniques de traitement chimique et elle est par conséquent d'une impor- tance commerciale un peu plus grande. Comme cela a été indiqué précédemment, la poussière d'essai fine possède une gamme étroite de tailles. Le toron utilisé pour la réalisation des filtres conformes à l'invention peut être choisi à partir de n'importe quel type de matière fibreuse constituant un toron pouvant être bobiné pour former un filtre approprié. Des matériaux typiques servant à l'enroulement de fils et de stratifils pour filtres sont les fibres de polyester, les fibres de rayonne, les fibres de triacétate de cellu- lose, la laine de verre, le "Nylon" et les polyoléfines telles que le polypropylène. Les matériaux en torons peu- vent être constitués par un film fibrillé, un fil de fibres, un stratifil ou un fil de filaments continus. Le matériau préféré pour constituer lesfiltres selon la présente inven- tion est le fil de coton étant donné que son coût est faible, qu'il fournit une amélioration exceptionnelle dans l'aptitude à la filtration dans l'utilisation de la présente invention et assure une filtration très effica- ce pour des cartouches dont la capacité nominale se situe dans une gamme allant d'environ 1 à 100 micromètres. Les cartouches de filtres conformes à la présente invention peuvent être fabriquées en toute épaisseur fournissant les propriétés désirées de filtration dans un milieu particulier et dans un appareil de filtration par- ticulier. Bien que la description concerne l'utilisation d'un mandrin classique d'un diamètre de 2,86 cm, pour un diamètre hors-tout global d'environ 6,19 cm à l'état com- plètement assemblé, la présente invention pourrait être utilisée pour des mandrins ayant d'autres tailles. Actuel- lement l'utilisation de filtres plus épais n'est pas réellement possible étant donné que le filtre se bouche au niveau de la couche extérieure ou au niveau de la partie intérieure du mandrin, pendant un fonctionnement interne ou externe, avant l'utilisation du corps du filtre. La car- touche est décrite comme possédant une épaisseur nominale de 6,19 cm car c'est ce type qu'utilisent les appareils commerciaux actuels. Dans le cas de la présente invention, pour laquelle l'obstruction du filtre ne se produit normalement pas jusqu'à ce que la poussière soit répartie de manière relativement uniforme sur l'ensemble du filtre, il est possible de réaliser des filtres possédant une épaisseur supérieure à l'épaisseur d'environ 1,75 cm de la cartouche de filtre d'un diamètre global de 6,19 cm. Lors de la mise en oeuvre du concept de la présente invention, il peut être souhaitable d'utiliser plus de deux couches afin de tirer parti de l'ensemble de l'épaisseur de filtration. La figure 4 est une courbe estimée du fonction- nement d'une série de trois cartouches en couches, conformes à l'invention. En comparant cette figure à la figure 2, il ressort que l'on peut disposer d'une amélioration supplé- mentaire de fonctionnement en ajoutant des bobinages pro- gressivement plus grossiers en deux couches sur la surface extérieure de la cartouche. Les deux couches exté- rieures comportent des nombres de bobinages échelonnés sur les deux faces de la couche extérieure unique de la cartou- che à deux couches et à double bobinage. La figure 2 montre la capacité maximum de retenue des impuretés de la cartouche comportant un nombre de bobinages de base égal à 27, avec un nombre de bobinages de surface égal à 16. Au contraire,la figure 4 représente la capacité maximale de retenue des impuretés pour un nombre de bobinages de base égal à 27 avec une couche extérieure possédant un nombre de bobinages égal à 14 et une couche possédant un nombre de bobinages égal à 21, au-dessous de la couche possédant un nombre de bobinages égal à 14. L'utilisation de la couche unique accroit la capacité de retenue des impuretés d'environ 20 grammes à environ 50 grammes, et l'utilisation de trois couches accroît cette capacité jusqu'à environ grammes, et ce sans perte sensible de rendement, ni accroissement de la capacité nominale en micromètres. On peut régler le rapport entre l'épaisseur de la fibre extérieure bobinée de façon plus lâche et celle de la fibre intérieure bobinée de façon plus grossière pour donner à un filtre particulier les meilleures propriétés ou les propriétés souhaitées. Une gamme étendue de valeurs pour la couche extérieure la plus grossière se situerait d'une manière générale entre environ 10 % et environ 40 % de l'épaisseur de la couche de l'ensemble du filtre. Une gamme préférée de valeurs se situe entre environ 20 % et environ 30 % de l'épaisseur totale du filtre étant donné que ceci entraîne un accroissement important de la durée de vie moyennant seulement, éventuellement, une diminution insignifiante de la capacité nominale en micromètres du filtre. On notera que ces gammes de pourcentages sont établies par rapport à la cartouche classique d'un diamètre global d'environ 6,19 cm possédant un mandrin dont le diamètre est égal à environ 2,86 cm. Comme cela a été indiqué précédemment, grâce à l'utilisation de la présente invention il devient possible de réaliser des couches de filtre plus épaisses, auquel cas on peut prévoir plus de deux couches. Dans tous les cas, la ou les couches supé- rieures tournées vers la source de la substance devant être filtrée devraient posséder un bobinage plus grossier et l'on pourrait s'attendre à ce que cette ou ces couches possèdent une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la ou des couches situées au-dessous d'elles. Dans tous les cas, le nombre des losanges circonférentiels extérieurs devrait être inférieur à celui des losanges circonférentiels intérieurs. La couche de surface et chaque autre couche ne devraient dans tous les cas pas former moins d'unréseau complet de losange. Lors de la formation de filtres à bobinage héli- coîdal, la surface du losange dépend naturellement de sa largeur le long de l'axe du-filtre et de sa longueur le long de la direction circonférentielle. Etant donné que le filtre devient plus épais pour le même nombre de bobi- nages, la largeur suivant la direction axiale reste sensi- blement la même, tandis que la longueur suivant la direction circonférentielle augmente lorsque la circonférence du filtre augmente. Pour la cartouche de filtre classique de diamètre extérieur égal à 6,19 cm, le rapport du nombre des losanges axiaux au nombre des losanges circonférentiels pour une longueur de 25,4 cm de cartouche est maintenu de façon typique entre environ 2 et environ 5. Le rapport préféré est compris entre environ 2,5 et environ 4 pour une bonne action de filtration. Le rapport optimal est compris entre environ 3 et environ 3,5, étant donné que ce rapport fournit la meilleure action de filtration et la meilleure commodité de bobinage. Un choix de valeurs en dehors de cette gamme fournit des cartouches qui ne sont pas stables du point de vue structurel ou bien ne possèdent pas une porosité suffisante pour de bonnes caractéristiques de traversée de l'écoulement. Tout en ne souhaitant pas être lié à une théorie particulière en vue d'expliquer l'amélioration importante du fonctionnement des cartouches conformes à la présente invention, on estime de façon théorique qu'il existe une relation entre la densité de fibres par unité de volume d'un filtre et le fonctionnement du filtre. La réduction du nombre de bobinages au niveau de la couche de surface accroît la taille des losanges et réduit la densité de fibres par unité de volume. On estime que la densité de fibres est en rapport direct avec la taille des losanges. En outre, on estime de façon théorique que la surface moins dense piège des particules de taille plus importante sans s'obstruer et permet à la partie de bobinage de base de la cartouche de filtrer les particules de taille plus petite. On estime que l'obstruction ou l'engorgement de la couche de surface des cartouches antérieures provoquait souvent leur défaillance avant que l'intérieur du filtre soit complètement utilisé pour retenir les impuretés. La surface moins dense de la cartouche conforme à l'invention ne se bouche pas aussi rapidement, ce qui en accroît la durée de vie. Il existe d'autres variables dans la fabrication de filtres bobinés qui influent sur les propriétés du filtre à l'état complet. Parmi ces variables on peut citer la pression de la plaque d'appui ou du rouleau pendant le bobinage, la tension du fil, la teneur en humidité du fil et lepoids en deniers de ce dernier. En outre, le type de bobineuse utilisée influe aussi sur les propriétés de la cartouche par le fait que la bobineuse peut comporter un mécanisme de translation qui prend appui sur le filtre en cours de for- mation ou bien est écarté du filtre qui est bobiné. Bien que ces variables ainsi que d'autres variables influent sur les propriétés de la cartouche, la conception selon l'invention fournit une cartouche d'un fonctionnement amélioré lorsque les autres variables sont maintenues constantes. L'exemple suivant, dans lequel une couche possé- dant un nombre de zclinages plus faible est disposée sur un enroulement de base (plus fin) possédant un nombre de bobi- nages plus élevé d'une cartouche de filtre, illustre l'amé- lioration importante de fonctionnement obtenue grâce à la présente invention. Les parties et les pourcentages sont indiqués en poids et les températures sont indiquées en degrés Celsius, sauf spécifications contraires. EXEMPLE On a fabriqué une série de cartouches en utilisant un enroulement de base comportant un nombre de bobinages égal à.19, et en modifiant le nombre des bobinages de sur- face. Le mandrin de la cartouche est constitué par un élément d'acier étamé perforé possédant un diamètre d'envi- ron 2,86 cm. On a réalisé l'enroulement des fibres de manière à obtenir un diamètre hors tout d'environ 6,19 cm. Dans chacune des cartouches d'essai, la partie de l'enrou- lement de base d'une épaisseur d'environ 1,27 cm présente un nombre de bobinageségal à 19 et est constituéed'un stratifil de coton blanchi d'environ 1,78 mm de diamètre nominal et 1 g/m de masse linéique. Ce stratifil est obtenu à partir de résidus de cardage de coton blanchira partie extérieure est formée,sur environ 4,8 mm d'épaisseur,du même stra- tifil,avec un nombre de bobinages différent Le bobinage est effectué en réalisant deux cartouches de chaque type,moyennant l'utilisation d'une bobineuse de précision et une longueur de cartouche d'environ 25,4 cm.La vitesse de la broche est- d'environ 650 tr/min.Le mécanisme de transla- tion effectue 19 cycles complets pour 132 rotations de manière à four- nir 19 losanges circonférentiels et environ 66 losanges axiaux sur la cartouche de 25,4 cm.La tension du stratifil est comprise entre envi- ron 400 et 800 grammes pour le bobinage à la fois de la couche de base et de la couche extérieure. La bobineuse était une bobineuse Lessona utilisant une plaque d'appui qui s'appuyait contre la cartouche en rotation après environ la formation de la première longueur de 0,32 cm de bobinage. La pression de la plaque d'appui était réglée de manière à fournir une cartouche finie avec une chute de pression de l'air 2,54-5,08 cm de hauteur d'eau pour un débit d'écou- lement d'air de 0,11 m3//min. Les cartouches comportant un nombre de bobinages de base égal à 19 furent réalisées avec une couche de surface d'une épaisseur d'environ 0,48 cm pour les nombres de bobinage 19, 17, 15, 13 et 10. On a fabriqué deux cartouches de chaque bobinage. Après sa fabrication, chaque cartouche fut testée dans de l'eau courante contenant 200 mg de grosse poussière par litre (grosse poussière d'essai AC fournie par la société dite AC Spark Plug Company). L'eau circulait avec un débit de 13,25 1/min au cours de l'essai et ce dernier fut arrêté pour une chute de pression d'environ 13,6 kg. Sur la figure 5 on a tracé la courbe représentant la durée de vie de la cartouche mesurée en grammes envoyés à cette dernière, pour la moyenne de deux échantillons en chaque point. Au cours de l'essai, des échantillons furent périodiquement prélevés du liquide d'arrivée et du liquide sortant du filtre de manière à déterminer la concentration et la distribution des particules dans l'effluent par rapport à l'écoulement arrivant. On a déterminé la capacité nominale en micromètres. Cette capacité nominale en micro- mètres est la valeur pour laquelle 90 % des particules de cette taille sont éliminés. La capacité en micromètres de la cartouche, qui comportait au total un nombre de 19 bobinages, était de 10 micromètres, tandis que la car- touche comportant une base avec un nombre de bobinages égal à 19 et une couche de surface avec un nombre de bobi- nages égal à 13 possédait une capacité nominale de 12 micro- mètres. L'essai des échantillons fut effectué au moyen d'un compteur "Coulter" et d'un analyseur de particules "Leeds & Northrup". La variation de la capacité nominale entre 10 et 12 micromètres n'est pas importante ni appréciable dans cette technique. Cependant, la'capacité accrue de retenue des impuretés, qui passe de 40 grammes à environ 100 grammes, montre que la. durée de vie de la cartouche a été plus que doublée par le revêtement superficiel de la couche à 13 bobinages sur la base à 19 bobinages. On notera que sur la figure 5, on a tracé la courbe estimée en vis-à-vis de la courbe réelle telle que mesurée au moyen des cartouches d'essai. L'étroite correspondance entre le fonctionnement testé et le fonctionnement estimé confirme la fiabilité du fonctionnement estimé comme illus- tré par les figures 2 et 3, et la fiabilité du fonctionne- ment des cartouches en dehors de l'essai pour le nombre de bobinages égal à 19, comme par exemple pour les bobi- nages en nombres pairs ou pour un enrou- lement extérieur dont le nombre de bobinages est inférieur à 10. Des essais préliminaires ont indiqué que l'invention fournit également une capacité accrue de retenue des impuretés pour des cartouches constituées en des maté- riaux autres que le coton, et en outre une capacité accrue des impuretés lorsque les cartouches sont utilisées pour la filtration de substances autres que l'eau, comme par exemple des huiles. De nombreuses modifications peuvent être apportées à la présente invention sans sortir du cadre de cette dernière. Par exemple,les cartouches peuvent être réalisées avec des formes irrégulières plutôt que sur des tubes. En outre, bien que l'invention ait été décrite principalement avec le tube de filtre classique possédant un diamètre nominal de 6,19 cm, elle peut être mise en oeuvre avec un tube de n'importe quel diamètre. La présente invention peut être également mise- en oeuvre pour un filtre tubulaire de n'importe quelle longueur. Le tube de 25,4 cm fut utilisé pour les essais étant donné qu'il est d'une taille usuelle et est plus facile à tester que des tubes de lon- gueur plus importante. En outre, la présente invention peut être réalisée en utilisant plus de deux couches de filtration. De même, pour certaines applications, il peut être souhaitable de réaliser une couche extérieure plus épaisse si la substance devant être filtrée contient des particules d'une taille plus importante. Il est également possible d'utiliser des torons possédant des poids en deniers différents pour réaliser les filtres. * Ces modifications et d'autres modifications apparaîtront évidentes aux spécialistes de la technique des filtres. L'idée visant à utiliser complètement le matériau de filtration situé dans la cartouche peut être appliquée à la conception des cartouches spécialisées destinées à filtrer des substances possédant de façon pré- pondérante des particules de deux tailles. Par exemple, pour un liquide possédant des particules d'une taille de micromètres et de 15 micromètres, mais très peu de particules ayant d'autres tailles, on pourrait concevoir un filtre destiné à éliminer ces deux tailles de particules avec le rendement maximum. En outre, il est connu dans la technique de modifier la pression sur la plaque d'appui ou bien la tension du fil pendant l'enroulement de manière à réaliser des modifications de la capacité nominale en micromètres des cartouches, qui possèdent les mêmes nombres de bobinages. Cependant, même si les variables sont mainte- nues constantes, l'invention fournit encore une amélioration du fonctionnement. De telles modifications entrent dans le cadre de la présente invention etpar conséquent,cette dernière ne s'en trouve en aucune façon limitée. REVENDICATIONS 1. Filtre bobiné caractérisé en ce qu'il comporte une première partie (18) épaisse bobinée de façon serrée et une seconde partie mince (16) qui est bobinée de façon plus lâche. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (18) constitue la partie intérieure et la seconde partie (16) constitue la partie extérieure, cette dernière ayant notamment une épaisseur comprise entre environ 10 % et environ 40 % de l'épaisseur totale des couches du filtre. 3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de bobinage du filtre (12) est cons- titué par du stratifil de coton blanchi. 4. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport du nombre de bobinages de la partie intérieure (18) au nombre de bobinages de la partie exté- rieure (16) est compris entre environ 2,1 et environ 1,07. 5. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un mandrin (14) possédant un diamètre d'environ 2,86 cm et un diamètre total d'environ 6,19 cm. 6. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il existe un plus grand nombre de losanges cir- conférentiels (32, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41; 22, 24, 25, 26, 28, 29) dans la partie (18) bobinée de façon serrée que dans la partie '(16) bobinée de façon lâche. 7. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie mince extérieure (16) possède une épaisseur comprise entre environ 10 % et environ 40 % de l'épaisseur totale, le rapport du nombre des losanges circonférentiels au nombre des losanges axiaux étant notam- ment compris entre environ 3 et environ 3,5 pour une longueur axiale de 25,4 cm du filtre (12). 8. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il possède une capacité de retenue des impuretés au moins environ 50 % supérieure à celle d'un filtre cons- titué entièrement par le bobinage utilisé dans la partie intérieure (18) à bobinage serré. 9. Cartouche à filtre du type comportant une partie intérieure épaisse (18, 42) et une partie extérieure mince (16,44), caractérisée en ce que le bobinage de la couche intérieure (42) et de la couche extérieure (44) est choisi à partir de courbes représentant la capacité de retenue des impuretés en fonction du nombre de bobinages extérieurs, de manière à obtenir le rendement maximum du filtre. 10. Cartouche de filtre perfectionnée du type comportant un mandrin perforé (14) possédant un diamètre d'environ 2,86 cm et un matériau fibreux (42) bobiné avec précision sur ledit mandrin (14) de manière à réaliser un filtre d'un diamètre d'environ 6,19 cm, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche (44) d'une épaisseur com- prise entre environ 0,16 cm et 0,63 cm, constituée en un matériau bobiné avec un nombre de bobinages inférieur au nombre de bobinages du matériau de base (42) voisin du mandrin (14), et formant la surface de ladite cartouche-(12). 11. Cartouche de filtre perfectionnée selon la revendication 10, caractérisée en ce que le nombre de bobinages du matériau de base (42) est égal à environ 19 et le nombre de bobinages du matériau de surface (44) est égal environ à 13, ou bien en ce que le nombre de bobinages du matériau de base (42) est égal à environ 23 et le nombre de bobinages du matériau de surface (44) est égal à environ 14, ou bien en ce que le nombre de bobinages du matériau de base (42) est égal à environ 27 et le nombre de bobinages du matériau de surface (44) est égal à environ 17, ou bien en ce que le nombre de bobinages du matériau de base (42) est égal à environ 15 et le nombre de bobinages du matériau de surface (44) est égal à environ 12, ou encore en ce que le nombre de bobinages du matériau de base (42) est égal à environ 13 et le nombre de bobinages du matériau de surface (44) est égal à environ 10. 12. Procédé de filtration caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer un fluide contenant des particules d'impuretés à travers un filtre (12) comportant une partie intérieure épaisse (18, 42) bobinée de façon serrée et une partie extérieure mince (16,44) qui est bobinée de façon plus lâche. 13. Procédé de filtration selon la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau de bobinage du filtre est formé par du stratifil de coton blanchi. 14. Procédé de filtration selon la revendica- tion 12, caractérisé en ce que le rapport du nombre des bobinages de la partie intérieure (18) au nombre des bobi- nages de la partie extérieure (16) est compris entre environ 2,1 et environ 1,07. 15. Procédé de filtration selon la revendication 12, caractérisé en ce que le filtre (12) possède un mandrin (14) ayant un diamètre d'environ 2, 86 cm et présente un diamètre total égal à environ 6,19 cm. 16. Procédé de filtration selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il existe un plus grand nombre de losanges circonférentiels dans une partie à bobinage serré (18,42) que dans la partie à bobinage lâche (16,44). 17. Procédé de filtration selon l'une des reven- dications 12 et 15, caractérisé en ce que la partie exté- rieure mince (16,44) possède une épaisseur comprise entre environ 10 % et environ 40 % de l'épaisseur totale. 18. Procédé de filtration selon la revendica- tion 16, caractérisé en ce que le rapport du nombre des losanges circonférentiels au nombre des losanges axiaux est compris entre environ 3 et environ 3,5 pour une longueur axiale de 25,4 cm du filtre. 19. Procédé de filtration selon la revendication 12, caractérisé en ce que le filtre (12) possède une capa- cité de retenue des impuretés au moins environ 50 % supé- rieure à celle d'un filtre constitué entièrement par le bobinage utilisé dans la partie intérieure (18,42) à bobinage serré. 20. Procédé de filtration du type consistant à faire passer un fluide contenant des particules d'impuretés à travers une cartouche de filtre (12) comportant une partie intérieure épaisse (42) et une partie extérieure mince (44), caractérisé en ce que les nombres de bobinages de la couche intérieure (42) et de la couche extérieure d'environ 6,19 cm, caractérisé en ce qu'il consiste à pré- voir un matériau de base (42) possédant un nombre de bobinages plus important au voisinage du mandrin (14) et une couche (441 d'une épaisseur comprise entre environ 0,16 cm et 0,63 cm, constituée en un matériau bobiné avec un nombre de bobinages inférieur au nombre de bobinages du matériau de base (44) voisin du mandrin, et formant la surface de ladite cartouche (12). 22. Procédé de filtration selon la.revendica- tion 21, caractérisé en ce que le nombre de bobinages du matériau de base (42) est égal à environ 19 et le nombre de bobinages du matériau de surface (44) est égal à environ 13, ou en ce que le nombre de bobinages du matériau de base (42) est égal à environ 23 et le nombre de bobinages du matériau de surface (44) est égal à environ 14, ou bien en ce que le nombre de bobinages du matériau de base (42) est égal à environ 27 et le nombre de bobinages du matériau de surface (44) est égal à environ 17, ou bien en ce que le nombre de bobinages du matériau de base (42) est égal à environ 15 et le nombre de bobinages du matériau de sur- face (44) est égal à environ 12, ou encore en ce que le nombre de bobinages du matériau de base (42) est égal à environ 13 et le nombre de bobinages du matériau de surface (44) est égal à environ 10. 23. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde partie se compose de deux couches distinctes, les deux couches distinctes comprenant notamment une couche de surface possédant un bobinage plus lâche que la couche médiane qui, à son tour, possède un bobinage plus grossier que ladite partie intérieure. 24. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de bobinage constituant le filtre (12) est constitué par du stratifil. 25. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de bobinage constituant le filtre (12) est constitué par un toron choisi parmi le groupe de matériaux sous forme de torons incluant le coton, le polyester, le polypropylène, le "ylon"ou la laine de verre.