Brevet FR2716383A1 — publié le 19950825

La présente invention est du domaine des aménagements sportifs et elle a plus particulièrement pour objet un procédé pour élaborer une piste de glace, notamment destinée au sport automobile, ainsi que certains moyens de mise en oeuvre du procédé On connait l'art de faire des pistes de ski en neige artificielle au moyen de "canons à neige" en projetant de l'eau très froide au moyen d'air comprimé dont la détente contribue à la congélation de l'eau projetée dans l'air ambiant dont la température ne doit pas être supérieure à un seuil maximal de -2'C. On a éprouvé plus récemment le besoin de construire des pistes de glace pour le sport automobile; la technique du canon à neige ne convient pas d'une part en raison de la dureté beaucoup trop faible, au regard de l'effet de labourage développé par les roues des véhicules, de la neige artificielle telle qu'obtenue avec les canons, d'autre part en raison de la température ambiante généralement bien supérieure au seuil maximal susvisé, dans les lieux, urbains ou de moyenne montagne, où se pratique généralement un tel sport. On a donc appliqué une autre technique qui consiste à broyer de la glace sous forme de petits glaçons ou de paillettes, ou encore à fabriquer de la neige artificielle au moyen de canons, et à répandre cette glace en couche sur le sol, puis après avoir égalisé la surface de la couche, à la refroidir au moyen d'azote liquéfié par rampe à buses d'arrosage tractée par camion citerne; cela revient à appliquer le technique connue de surgélation en tunnel, à ceci près que la matière à surgeler (la couche de glaçons) reste fixe tandis que le tunnel (rampe et citerne) se déplace au-dessus d'elle. On a cependant constaté que cette façon d'opérer avait l'inconvénient de ne surgeler et compacter que la partie superficielle de la couche; après abrasion de cette partie, on retrouvait les inconvénients, pour les véhicules, des pistes en neige. Le but de la présente invention est de proposer le moyen d'obtenir une couche congelée en bloc sur toute son épaisseur. Selon la présente invention un procédé d'élaboration d'une piste en glace, convenant pour le sport automobile notamment, mais aussi pour d'autres sports tels que le patinage, comprend la suite des opérations consistant à: a) déposer sur le sol une couche de glace divisée (glaçons ou neige naturelle ou artificielle), d'une épaisseur d'une dizaine de centimètres au moins, tel que connu de l'art antérieur b)"fraiser" la couche déposée afin de créer de profondes fissures sur toute son épaisseur; avantageusement le fraisage est opéré au moyen d'une fraiseuse à pistes de ski, connue de la technique de l'entretien des pistes. c)épandre l'azote liquide sur la couche fraisée; on notera que , cet épandage se fera en laissant couler l'azote liquide de telle sorte que ce liquide s'écoule dans les fissures et entre les glaçons, et ne commence son évaporation réfrigérante que lorsqu'il est au sein de la couche, et non, comme selon la méthode précitée, en le pulvérisant au dessus de la couche, ce qui entraine son évaporation, en grande partie, dans l'atmosphère au des sus de la couche et ne refroidit que la partie superficielle de la couche; d)épandre, environ quinze minutes après l'opération précédente, de l'eau sur la couche de glaçons ou de neige, réfrigérée à l'azote; le délai entre l'épandage de l'azote et celui de l'eau est destiné à permettre l'évaporation complète de l'azote et à l'abaissement considérable de la température d'atteindre le coeur des glaçons; dès lors, l'eau épandue, qui aura pénétré la couche dans toute son épaisseur grâce aux fissures de fraisage, formera, en se congelant, un liant entre les glaçons sur toute l'épaisseur de la couche, qui sera alors une couche de glace quasi monobloc. De préférence l'eau épandue ne sera pas très froide, comme on pourrait le concevoir de prime abord, mais à une température d'environ 5 à 6 C, de telle sorte qu'elle ne se congèle pas immédiatement lors de son contact avec la couche, mais qu'elle ait le temps, tout en se refroidissant de s'insinuer dans les fissure et entre les glaçons La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, au rappel schématisé du procédé avec des précision quantitatives, et à la description qui va être faite d'un forme préférée de réalisation d'une rampe d'épandage de l'azote, en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles: - la fig.l illustre le procédé dans ses étapes; - la fig.2 illustre une rampe d'épandage de l'azote, sous une forme tractée sur skis; - la fig.3 illustre une rampe d'épandage de l'azote, sous une forme portée - la fig.4 illustre en coupe un détail d'une rampe des figures précédentes Sur la fig.l, les quatre étapes la à id du procédé consistent en les opérations: la) d'épandage soit de la glace divisée, à partir de gros blocs, sous forme de glaçons déversés à la benne 16, soit encore d'eau congelée fabriquée au moyen d'un canon à neige 17; on notera que cette étape est facultative puisque le procédé s'applique à aussi à une couche naturelle de neige. Une épaisseur optimale de la couche de neige tassée ou de glaçons, est de dix à quinze centimètres lb) de fraisage de la couche épandue, ou de la couche de neige existante, pour former des fissures, ou sillons, distantes de quinze à vingt centimètres, et profondes d'au moins la moitié de la profondeur de la couche; on a schématisé une fraise 15 de piste de ski. lc) d'épandage de l'azote liquide sur la couche fraisée, de préférence en écoulement laminaire et en évitant les jets et la décompression brutale; une quantité convenable d'azote liquide pour l'épaisseur optimale sus visée est d'environ 30 litres/m2; on a schématisé une rampe d'épandage 1 portée par une citerne 13. ld) d'épandage d'eau à 50C, à la rampe à buses d'arrosage; une quantité d'eau pour l'épaisseur optimale sus visée est d'environ 1 litre/m2; on a schématisé une rampe d'arrosage 18 à buse portée par une citerne à eau 19. Sur les fig.2, 3 et/ou 4 une rampe 1 particulièrement appropriée pour l'épandage de l'azote est essentiellement constituée d'un tube horizontal 2 d'une dizaine de centimètres de diamètre et de quelques mètres de longueur (3m par exemple) comportant des fentes d'écoulement 3, en prolongement les unes des autres, le long de sa génératrice inférieure; avantageusement ces fentes débouchent au-dessus d'une bavette 4 qui favorise l'écoulement laminaire de l'azote liquide 5 jusqu'à la couche gelée 6; avantageusement encore la bavette, dont le bord inférieur 7 est maintenu à une distance de quelques centimètres ( 3 par exemple) de la couche gelée, est précédée d'une raclette 8 destinée à niveler la couche; avantageusement encore une conduite 9 amenant l'azote depuis la citerne 13, débouche dans un caisson de décompression 10 qui débouche lui-même dans le tube 2 en son milieu; avantageusement enfin, le tube et le caisson sont calorifugés (11) pour éviter la perte d'azote par évaporation, et une compression créée de ce fait. On peut encore doter la rampe de tabliers avant 21 et arrière 22, en matériau souple et isolant s'étendant sur toute la largeur de celle-ci, en vue de confiner l'espace dépandage et miniser l'apport de calories atmosphériques. Il a été constaté que la formation d'une piste de glace par l'application du procédé ne consommait que très peu d'azote supplémentaire, voire peut être moins, par comparaison avec le procédé antérieur, et cela probablement en raison du fait que , dans le procédé de l'invention, toutes les calories consommées pour l'évaporation de l'azote, sont prises au seul substrat de glace ou neige. La piste a en outre une longévité beaucoup plus grande en raison de la compacité de la glace obtenue. Le procédé permet la superposition de plusieurs couche de glace compacte "surgelée", par la répétition du procédé , une couche au-dessus de la précédente. La ou les couches successives peuvent être "rabotées" en surface, pour constituer une piste de patinage par exemple. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la fabrication de pistes de glace dans les circonstances climatiques dans lesquelles il serait vain d'espérer obtenir une piste en glace par simple apport d'eau ou de neige. On notera enfin que l'azote, qui est le gaz liquéfié le plus commode pour l'application considérée, pourrait être remplacé par n'importe quel autre gaz ou mélange de gaz frigorigène utilisable en milieu naturel. Bien que l'on ait décrit ou représenté des formes particulière de réalisation ou d'application de l'invention , il doit être compris que la portée de cette dernière n'est pas limitée à ces formes mais qu'elle s'étend à toute forme de mise en oeuvre telle que la règle en est définie plus haut de façon générale. RIVENDICATIONS 1.-Procédé d'élaboration d'une piste de glace, du genre de procédé mettant en oeuvre un apport, ou la présence naturelle, de glace ou de neige, et l'apport de gaz réfrigérant liquéfié (azote liquide), caractérisé au en ce qu'il comprend au moins les étapes consistant à b)"fraiser" la couche déposée afin de créer de profondes fissures sur toute son épaisseur; c)épandre l'azote liquide sur la couche fraisée, suivant un écoulement de régime le plus proche de l'écoulement laminaire; d)épandre de l'eau après un certain délai sur la couche de glaçons ou de neige, réfrigérée à l'azote; avantageusement le fraisage est opéré au moyen d'une fraiseuse à pistes de ski, connue de la technique de l'entretien des pistes. 2.-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape préalable consistant à a) déposer sur le sol une couche de glace divisée (glaçons ou neige naturelle ou artificielle), d'une épaisseur d'une dizaine de centimètres au moins, 3.-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le délai entre l'épandage de l'azote et celui de l'eau est d'environ quinze minutes et est destiné à permettre l'évaporation complète de l'azote et provoquer l'abaissement considérable de la température du coeur des glaçons, 4.-Procédé selon la revendication 1, caractérisé : en ce que la température de l'eau épandue après épandage de l'azote est d'environ 5 C; 5.-Dispositif de mise en oeuvre d'un procédé conforme à la revendication 1, caractérisé : en ce qu'il comprend une rampe (1) essentiellement constituée d'un tube horizontal (2) d'une dizaine de centimètres de diamètre et de quelques mètres de longueur comportant des fentes d'écoulement(3) le long de sa génératrice inférieure; 6.-Dispositif de mise en oeuvre d'un procédé conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les fentes (3) débouchent au-dessus d'une bavette (4) destinée à favoriser l'écoulement laminaire de l'azote liquide jusqu'à la couche gelée 7.-Dispositif de mise en oeuvre d'un procédé conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que la bavette (4) dont le bord inférieure (7) est maintenu à une distance de quelques centimètres de la couche gelée (6), est précédée d'une raclette (8) destinée à niveler la couche 8.-Dispositif de mise en oeuvre d'un procédé conforme à la revendication 7, caractérisé : en ce qu'une conduite (9) amenant l'azote depuis la citerne (13), débouche dans un caisson (10) de décompression qui débouche lui-même dans le tube (2) en son milieu 9.-Dispositif de mise en oeuvre d'un procédé conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que le tube et le caisson sont calorifugés (11) pour éviter la perte d'azote par évaporation, et une compression créée de ce fait.