Brevet FR2945525A1 — publié le 20101119

RECIPIENT SOUPLE POUR LE CONDITIONNEMENT DE MATIERES SOLIDES PARTICULAIRES EN VRAC La présente invention concerne un nouveau récipient souple pour le conditionnement de matières solides particulaires en vrac ainsi qu'un procédé de remplissage d'un tel récipient. Les récipients souples de grande taille, destinés au conditionnement de quantités importantes de matières solides particulaires, également appelés sacs GRVS (Grand Récipient Vrac Souple) ou sacs FIBC (de l'anglais Flexible Intermediate Bulk Container) ou encore � Big Bag �, sont connus depuis de nombreuses années et utilisés pour la protection, le stockage et le transport de matières particulaires en vrac telles que des matières alimentaires (sucre, farine, amidon), des granulés de polymères ou des produits chimiques. Ces récipients sont classiquement en toile de fibres de polymère (par exemple PP, HDPE, LLDPE), éventuellement rendue étanche par enduction. La contenance de ces récipients est généralement comprise entre 0,5 et 2 m3. La taille et la masse importantes des récipients, une fois remplis, rendent leur manutention difficile voire, dans certains cas, dangereuse. En effet, lorsque, en vue d'une utilisation optimale des espaces de stockage, on décide de gerber les sacs remplis sur plusieurs niveaux, il est indispensable de s'assurer de la stabilité parfaite des empilements, car un déséquilibre peut rapidement aboutir à des glissements et chutes aux conséquences néfastes. Par ailleurs, malgré leur fond rectangulaire qui devrait normalement permettre un remplissage presque total de la surface de transport et de stockage disponible, la pression importante que les matières en vrac exercent sur les parois latérales souples des récipients fait que leur forme réelle s'écarte sensiblement de leur forme idéale parallélipédique. Ainsi, dans un camion d'une surface au sol de 32 m2, il s'avère impossible de juxtaposer plus de 24 récipients remplis, chacun d'une base carrée de 1m x 1m. Les Demanderesses ont en outre constaté que, malgré le poids important des récipients remplis, il pouvait arriver qu'au cours du transport dans des camions, un faible nombre de sacs soient renversés, rendant très difficile, voire impossible, leur déchargement par des chariots élévateurs. Il est en outre pratique courante de soumettre le récipient, lors de son remplissage, à des vibrations destinées à obtenir un tassement optimal des matières en vrac. Les appareils de remplissage permettant de délivrer de telles vibrations sont lourds, complexes et d'un coût important. Dans un tel appareil, le récipient se trouve surélevé par rapport au sol, du fait de la présence du vibrateur à la base de l'appareil. Par conséquent, toute intervention humaine au cours du procédé de remplissage, par exemple lors de la mise en place ou du retrait du dispositif de remplissage ou en cas d'incident de fonctionnement, se fait à une certaine distance du sol ce qui présente de toute évidence des risques de chute. Dans le cadre de leurs recherches visant à optimiser le conditionnement de matières particulaires en vrac dans des récipients souples de type � Big Bag �, les Demanderesses ont découvert un moyen relativement simple permettant de surmonter l'ensemble des inconvénients énumérés ci-dessus. En effet, les Demanderesses ont constaté que la création, à l'intérieur du volume du récipient souple, d'un ensemble de compartiments en communication les uns avec les autres, permettait de manière surprenante, d'obtenir des sacs remplis dont la forme se rapproche plus de celle d'un parallélépipède rectangle que celle des récipients connus. La forme moins arrondie des récipients remplis de la présente invention permettait d'en stocker et transporter un plus grand nombre dans un espace donné. Dans un camion de surface de 32 m2 il était ainsi possible de juxtaposer 26 récipients au lieu de 24. Les sacs selon l'invention présentaient en outre l'avantage d'être beaucoup plus stables que les sacs connus dépourvus de parois intérieures, et n'étaient jamais renversés au cours du transport dans des camions. Un autre avantage des récipients de la présente invention réside dans la possibilité de les remplir de manière satisfaisante, en l'absence de tout système de vibration. Ceci permet, tout au long du procédé de remplissage, de les poser à même le sol ou simplement sur des palettes, et une éventuelle intervention humaine au niveau du chapeau du récipient ne présente alors aucun risque de chute. Il va de soi que l'installation de remplissage des sacs de la présente invention peut être conçue, en l'absence d'un vibrateur, de façon beaucoup plus simple. La très grande stabilité des récipients de la présente invention permet par ailleurs de les gerber sur trois niveaux, ce qui représente un gain de place considérable en comparaison des sacs connus qui, pour des raisons de sécurité mentionnées ci-avant, ne pouvaient être empilés que sur deux niveaux. Enfin, il est pratique courante de laisser reposer les récipients, après remplissage, pendant un certain temps, de l'ordre de quelques heures, afin de laisser sortir de l'air avant de manipuler le sac rempli. Grâce aux récipients et au procédé de l'invention ce temps de repos, précédemment nécessaire au tassement de la matière particulaire, est superflu et il devient possible de travailler en flux tendu. On connaissait déjà des récipients souples pour le conditionnement de matières particulaires en vrac avec des inserts. Ainsi, le brevet US 6 900 975 divulgue des sacs de type FIBC comportant des inserts constitués de rubans de fibres antistatiques. Ces rubans ne forment toutefois pas de vraies parois internes telles que décrites ci-après, capables d'imposer un ordre de remplissage des différents compartiments internes des sacs. Lorsqu'une matière particulaire est déversée par le haut dans un récipient tel que décrit dans US 6 900 975, elle remplit de façon uniforme toute l'étendue de la base du sac et n'est pas d'abord retenue dans le compartiment central puis déversé, par débordement, dans les autres compartiments comme dans la présente invention. Les récipients souples décrits dans ces documents ne permettent donc pas d'obtenir des sacs, remplis de matière particulaire en vrac, ayant une stabilité équivalente à celle des sacs de la présente invention. Il est important de noter que les avantages décrits ci-dessus peuvent être obtenus grâce à une nouvelle conception simple et peu coûteuse des récipients. Les récipients de la présente invention se distinguent en effet des récipients connus par le fait qu'un simple tube en matériau souple est fixé par des lignes de fixation verticales sur chacune des quatre parois latérales du récipient, définissant ainsi un compartiment central et quatre compartiments angulaires, ou périphériques. La présente invention a par conséquent pour objet un récipient souple pour le conditionnement de matières solides particulaires en vrac, comportant un fond, quatre parois latérales externes essentiellement rectangulaires et un chapeau, caractérisé par le fait que, à l'intérieur du récipient souple, un tube en un matériau souple, ayant une hauteur inférieure à la hauteur des parois latérales externes, est fixé par des lignes de fixation verticales sur les quatre parois latérales externes du récipient de manière à définir un compartiment central, ouvert vers le haut et le bas, et quatre compartiments périphériques séparés du compartiment central respectivement par quatre parois internes, chacune des parois internes comportant, au niveau de son bord supérieur, un moyen de déversement central. Le tube en matériau souple, également appelé jupe, peut être caractérisé par sa longueur et par son périmètre. On comprendra aisément qu'après fixation du tube sur les parois latérales externes du récipient, la longueur du tube correspond à la hauteur h de chacune des parois internes et le périmètre du tube à la somme des largeurs des quatre parois internes. Comme indiqué ci-dessus, la hauteur h de chacune des parois internes est inférieure à la hauteur H des parois latérales externes du récipient. De préférence, le rapport de la hauteur h des quatre parois internes à la hauteur H des parois latérales externes est compris entre 0,65 et 0,9, de préférence entre 0,7 et 0,85. Les parois internes formées par fixation du tube sur les parois latérales externes ne sont de préférence pas en contact avec le fond du récipient mais leur bord inférieur, de préférence sensiblement horizontal, est situé à une certaine distance Dl du fond du récipient souple. Ceci met en communication le compartiment central avec chacun des quatre compartiments périphériques. Lors du remplissage du récipient, le matériau particulaire, introduit dans le compartiment central par le haut, peut ainsi s'étaler sur toute la base du récipient jusqu'à une certaine hauteur qui est limitée par la distance Dl. Ce remplissage initial de toute la base du récipient est essentiel pour le déroulement satisfaisant du procédé car il garantit la stabilité du sac pendant le remplissage du compartiment central. Ladite distance Dl est de préférence comprise entre 4 et 12 en particulier entre 5 et 10 % de la hauteur totale H des parois latérales externes du récipient. Autrement dit, pour un récipient d'une hauteur de 150 cm, le bord inférieur des parois internes est situé de préférence à une distance comprise entre 6 et 18 cm. De façon analogue, le bord supérieur, sensiblement horizontal, des quatre parois internes n'est pas au niveau du bord supérieur du récipient mais est situé à une certaine distance verticale D2 de celui-ci. Cette distance D2 est de préférence comprise entre 5 et 20 en particulier entre 10 et 15 % de la hauteur totale H des parois latérales externes du récipient. Autrement dit, pour un récipient d'une hauteur de 150 cm, le bord supérieur des parois internes est situé à une distance verticale D2 comprise entre 7,5 et 30 cm. Chacune des parois internes présente au centre de son bord supérieur un moyen de déversement qui permet de canaliser, ou centraliser, le débordement, ou écoulement, de la matière particulaire lorsque le compartiment central est presque rempli. Ce moyen de déversement peut en principe avoir n'importe quelle forme, du moment qu'il permet de diriger le flux de matière particulaire, débordant le compartiment central, vers chacun des compartiments périphériques. On peut citer à titre d'exemples de moyens de déversement une fente centrale ou une échancrure centrale. La position, la taille et la profondeur des moyens de déversement sont avantageusement choisies de manière à ce que l'écoulement de la matière particulaire du compartiment central vers les compartiments périphériques, au cours du remplissage des compartiments périphériques, se fasse uniquement via ces moyens de déversement. Autrement dit, il semble important d'éviter que le flux de matière particulaire entrant dans le récipient déborde de manière incontrôlée sur toute l'étendue des bords supérieurs des parois latérales. Les dimensions des moyens de déversement dépendent ainsi, bien évidemment de la vitesse de remplissage des récipients et l'homme du métier saura les ajuster en fonction de celle-ci. De manière générale, lorsque le moyen de déversement est une échancrure ou une simple fente pratiquée au centre du bord supérieur de chacune des parois internes, la profondeur P de celle-ci est de préférence comprise entre 5 et 15 % de la hauteur h de chacune des parois internes. Grâce à leur structure interne particulière, le remplissage des récipients souples de la présente invention se décompose essentiellement en quatre phases : - une première phase de remplissage de la base du sac essentiellement sur toute l'étendue de celle-ci, - une deuxième phase de remplissage du compartiment central pendant laquelle le remplissage des compartiments périphériques, définis par les parois latérales, est inexistant ou négligeable, - une troisième phase de remplissage des compartiments périphériques par déversement de la matière particulaire depuis le compartiment central via les moyens de déversement ; cette phase débute vers la fin de la phase de remplissage du compartiment central dès que le niveau de la matière particulaire arrive au niveau des moyens de déversement, - une quatrième phase, facultative, de remplissage de la partie supérieure du sac, au-delà du bord supérieur des parois internes. On comprendra aisément que, pour que le remplissage du récipient souple se déroule de cette manière, les parois latérales doivent être conçues de manière à retenir la matière particulaire dans le compartiment central au cours de la deuxième phase. Autrement dit, les parois internes sont de préférence des parois pleines, dépourvues d'orifices ou de fentes autres que la fente centrale au niveau du bord supérieur. On pourrait certes envisager la présence d'orifices de petite ou très petite taille, liée par exemple à la structure textile du matériau formant les parois latérales, mais le ruissellement de la matière particulaire par ces petits orifices doit être négligeable par rapport au remplissage qui se fait au cours de la troisième phase via le moyen de déversement. Le tube en matière souple est fixé sur les quatre parois latérales externes du récipient par des lignes de fixation sensiblement verticales. Ces lignes de fixation sont avantageusement des lignes de couture ou des lignes de soudure, de préférence des lignes de couture. Le tube peut être fixé par une ou, pour des raisons de solidité, par plusieurs lignes de fixation parallèles sur chacune des parois latérales externes. Lorsque la fixation se fait par plusieurs lignes parallèles, toutes sont situées de préférence dans la zone verticale centrale de la paroi latérale, en particulier dans la zone verticale de ladite paroi couvrant moins de 20 de préférence moins de 15 % de la largeur de la paroi latérale. Le périmètre du tube en matière souple fixé sur les parois latérales dépend bien entendu du périmètre total de la section transversale du récipient. Il doit à la fois être inférieur à ce dernier et présenter une valeur suffisante pour que le tube n'exerce pas une traction excessive sur les parois latérales lorsque le sac est rempli. On peut calculer que le rapport du périmètre de la section transversale du sac souple (= 4 x largeur des parois latérales externes) au périmètre de la section transversale du tube (= périmètre du compartiment central) est de préférence compris entre 1,27 et 1,41, ces deux valeurs correspondant respectivement à un compartiment central circulaire et à un compartiment central carré. Le chapeau du récipient souple de la présente invention peut en principe avoir n'importe quelle forme connue ou encore inconnue dans l'art à condition qu'elle n'altère pas les qualités intrinsèques de la présente invention. L'invention porte en effet avant tout sur les parties verticales (parois latérales externes et parois internes) et non pas sur les parties horizontales (fond et chapeau) du récipient. Dans un mode de réalisation particulier, le chapeau du récipient présente une forme de trémie avec un orifice central de remplissage et, de façon analogue, le fond du récipient souple présente une forme de trémie avec un orifice central de vidange. Les orifices de remplissage et de vidange peuvent être fermés par tout moyen de fermeture approprié. Des goulottes de remplissage et de vidage sont de préférence prévues respectivement dans le chapeau et le fond des sacs. Ces goulottes sont équipées de préférence extérieurement de liens de ligature fixés par couture dans l'assemblage des éléments de toile. La fermeture se fait par nouage des liens, généralement sur un pliage des goulottes en forme de col de cygne. La présente invention a en outre pour objet un procédé de conditionnement de matières solides particulaires en vrac utilisant le récipient souple tel que décrit ci-avant. Ce procédé comprend le déversement de la matière solide particulaire en vrac à conditionner par le haut du récipient souple dans le compartiment central de celui-ci, la matière solide particulaire remplissant d'abord la base du sac, ensuite le compartiment central puis, par débordement, les quatre compartiments périphériques du récipient. Les quatre phases distinctes du procédé selon l'invention ont été décrites ci-avant. Comme expliqué en introduction, les récipients souples de la présente invention, une fois remplis, présentent une excellente stabilité, même lorsqu'ils n'ont pas été soumis à des vibrations au cours de leur remplissage. Par conséquent, dans un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention, le récipient souple n'est pas soumis, au cours de son remplissage, à des vibrations destinées à augmenter le degré de tassement de la matière solide particulaire en vrac. Les Demanderesses ont constaté qu'il était avantageux de ne pas remplir totalement les récipients souples selon l'invention. Il est conseillé d'arrêter le déversement de la matière solide particulaire par l'orifice de remplissage lorsque le taux de remplissage volumique du récipient souple est compris entre 90 et 99 de préférence entre 92 et 95 du remplissage complet. Cet arrêt avant remplissage complet du sac permet de prévenir le bourrage du conduit de remplissage de la station qui viendrait fausser le poids du produit. La présente invention est expliquée à présent en détail en référence aux figures annexées, dans lesquelles, la figure 1 est une vue en perspective d'un récipient selon l'invention, la figure 2 montre une section transversale d'un récipient selon l'invention à environ mi-hauteur, et la figure 3 est une vue de détail du bord supérieur d'une paroi intérieure montrant deux différents modes de réalisation du moyen de déversement. La figure 1 illustre un récipient souple selon l'invention comportant un fond 1 et quatre parois latérales externes 2 de hauteur H. Sur cette figure, le chapeau a été omis à des fins de simplification. A l'intérieur du volume défini par le fond 1 et les quatre parois latérales 2, un tube en matériau souple est fixé par quatre lignes de fixation verticales 5 respectivement sur les quatre parois latérales externes 2. Chacune des lignes de fixation verticales 5 est sensiblement au centre de chacune des parois latérales externes 2. Entre deux lignes de fixation verticales 5 sur deux parois latérales externes voisines sont ainsi définies quatre parois internes 8a, 8b, 8c, 8d de hauteur h (inférieure à la hauteur H des parois latérales externes 2). Les quatre parois internes définissent, d'une part, un compartiment central ouvert vers le haut et vers le bas et, d'autre part, quatre compartiments périphériques également ouverts vers le haut et vers le bas. Le compartiment central est ainsi en communication de fluide avec les compartiments périphériques. L'extrémité inférieure de chaque ligne de fixation verticale 5 est à une distance Dl du fond 1 du récipient et l'extrémité supérieure de chaque ligne de fixation verticale 5 est à une distance D2 du bord supérieur du récipient. Chacune des parois internes 8a - 8d comporte, au niveau de son bord supérieur, une échancrure lib. La figure 2 représente la section transversale du récipient de la figure 1 à environ mi-hauteur de celui-ci. Les quatre parois internes 8a, 8b, 8c, 8d, fixées sur les parois latérales externes 2 par des lignes de fixation 5, définissent un compartiment central 6 de forme carrée et quatre compartiments périphériques 7a, 7b, 7c, 7d, identiques de section triangulaire. La figure 3 montre deux modes de réalisation du moyen de déversement, à savoir (a) une fente lia de profondeur P au centre du bord supérieur de la paroi interne, et (b) une échancrure lib arrondie de profondeur P au centre du bord supérieur de la paroi interne. REVENDICATIONS1. Récipient souple pour le conditionnement de matières solides particulaires en vrac, comportant un fond (1), quatre parois latérales externes (2) essentiellement rectangulaires et un chapeau (3), caractérisé par le fait que, à l'intérieur du récipient souple, un tube en un matériau souple, ayant une hauteur inférieure à la hauteur des parois latérales externes, est fixé par des lignes de fixation verticales (5) sur les quatre parois latérales externes (2) du récipient de manière à définir un compartiment central (6) et quatre compartiments périphériques (7a, 7b, 7c, 7d) séparés du compartiment central respectivement par quatre parois internes (8a, 8b, 8c, 8d), chacune des parois internes comportant, au niveau de son bord supérieur, un moyen de déversement central (11). 2. Récipient souple selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le rapport de la hauteur (h) des quatre parois internes (8a, 8b, 8c, 8d) à la hauteur (H) des parois latérales externes (2) est compris entre 0,65 et 0,9, de préférence entre 0,7 et 0,85. 3. Récipient souple selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le bord inférieur (9) sensiblement horizontal des quatre parois internes (8a, 8b, 8c, 8d) est situé à une certaine distance (Dl) du fond du récipient souple établissant ainsi une communication entre le compartiment central (6) et chacun des quatre compartiments périphériques (7a, 7b, 7c, 7d), ladite distance (Dl) étant comprise entre 4 et 12 de préférence entre 5 et 10 % de la hauteur totale (H) des parois latérales externes du récipient. 4. Récipient souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le bord supérieur (10) sensiblement horizontal des quatreparois internes (8a, 8b, 8c, 8d) est situé à une certaine distance (D2) du bord supérieur du récipient souple, ladite distance (D2) étant comprise entre 5 et 20 de préférence entre 10 et 15 % de la hauteur totale (H) des parois latérales externes du récipient. 5. Récipient souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen de déversement est une fente centrale (11a) ou une échancrure centrale (llb). 6. Récipient souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la profondeur (P) de la fente centrale (11a) ou de l'échancrure centrale (llb) est comprise entre 5 et 15 % de la hauteur (h) de chacune des parois internes. 7. Récipient souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les parois internes (8a, 8b, 8c, 8d) sont des parois pleines dépourvues d'orifices. 8. Récipient souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rapport du périmètre de la section transversale du sac souple (= 4 x largeur des parois latérales extérieures) au périmètre de la section transversale du tube (4) (= périmètre du compartiment central) est compris entre 1,27 et 1,41. 9. Récipient souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les lignes de fixation verticales (5) sont des lignes de couture ou de soudure, de préférence des lignes de couture. 10. Récipient souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le chapeau (3) du récipient souple présente une forme de trémie avec un orifice central de remplissage. 11. Récipient souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait quele fond (1) du récipient souple présente une forme de trémie avec un orifice central de vidange. 12. Procédé de conditionnement de matières solides particulaires en vrac comprenant le déversement d'une matière solide particulaire en vrac par le haut dans le compartiment central (6) d'un récipient souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, la matière solide particulaire remplissant d'abord ledit compartiment central (6) puis, par débordement, les quatre compartiments périphériques (7a, 7b, 7c, 7d) dudit récipient souple. 13. Procédé de conditionnement selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le récipient souple n'est pas soumis à des vibrations destinées à augmenter le degré de tassement de la matière solide particulaire en vrac. 14. Procédé de conditionnement selon la revendication 13, caractérisé par le fait que l'on arrête le déversement de la matière solide particulaire lorsque le taux de remplissage volumique du récipient souple est compris entre 90 et 99 de préférence entre 92 et 95