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I b3gDus835I ad-pb.doc 15 mai, 2004
MÉMOIRE DESCRIPTIF
TITRE: RÉCUPÉRATEUR D'EAU PLUVIALE
DOMAINE DE L'INVENTION
Cette invention est reliée au domaine des systèmes de récupération d'eau
pluviale; plus particulièrement aux systèmes s'adaptant aux gouttières de
maisons.
ART ANTÉRIEUR
De plus en plus, les gens sont conscientisés par la protection et la
conservation de l'environnement. L'utilisation rationnelle de l'eau est
une étape importante vers une stratégie de développement durable : l'eau
douce est une ressource rare, et quoiqu'il en ait de grandes réserves au
Canada, une majorité des humains sur la terre n'ont pas quotidiennement
accès à de l'eau potable. Même ici au Québec, de nombreuses
municipalités sont touchées par des sécheresses à chaque année. Le
premier signal d'alerte donné par les villes en cas de sécheresse est
généralement un avertissement aux citoyens leur demandant de réduire
l'utilisation d'eau potable pour l'arrosage de pelouses. Beaucoup de gens
aiment avoir de belles pelouses vertes étant donné l'aspect attrayant
qu'elles donnent aux maisons et par conséquent, au voisinage. Un besoin
se fait donc sentir de permettre aux gens d'arroser les pelouses sans
toucher aux réserves d'eau potable.
La présente invention propose un moyen pratique, peu dispendieux et
facile d'installation permettant de conserver l'eau de pluie en prévision
de son utilisation durant des jours où il ne pleut pas, de même que de
prévenir les débordements dans les rues lors de fortes pluies.
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Nos recherches parmi les brevets ont permis de déceler certains systèmes
existants proposant des dispositifs orientés vers la solution de ce
problème.
MARCEL, CA 2129020, du PCT/FR93/00102 publié sous le numéro
W093/15281, et aussi déposé aux États-Unis sous le numéro
5,490,538 : propose un dispositif s'arrimant à une descente de gouttière
existante où un trou a été percé, ledit dispositif comprenant un déflecteur
appelé écope permettant de canaliser une partie de l'eau. coulant dans
la descente de gouttière vers l'extérieur et vers un endroit d'utilisation.
US 5,220,755, présente une tuyau externe à la descente de gouttière muni
d'un robinet, ce tuyau externe permet de créer une colonne d'eau pour
acheminer l'eau vers un endroit d'usage.
TAYLOR, US 5,730,179, propose un réservoir monté directement au
réseau de gouttières d'une maison. Le réservoir peut accumuler une
certaine quantité d'eau pour la déverser quand le besoin, se fait sentir; il
n'y a pas de surplus sauf pour celui limité par la capacité du contenant.
La position du réservoir est limitée à la proximité du poteau de la
descente. De plus le réservoir de par sa position proéminente change la
structure de la maison à laquelle il se rattache.
CHAPOTELLE, US 5,863,151, présente un système de récupération d'eau
pluviale constitué d'un collecteur muni de deux sorties 10,18 et joint à
une portion d'une descente de gouttière. Un tube 14 achemine l'eau du
bas du collecteur vers le haut d'un réservoir 16, un second tube achemine
l'eau du haut du collecteur vers in drain consistant d'une descente de
gouttière secondaire lorsque le réservoir est plein. Il n'y a pas de volume
d'eau dans une gouttière pour remplir un baril. Il n'y a pas de colonne
d'eau pour agir en pression hydrostatique. Le contenant 16 est revendiqué
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avec une ouverture au haut. Plusieurs éléments sont apparents au niveau
de la maison, comme par exemple des dalles juxtaposées 12,18.
HARVEY, US 5,533,303, propose un système de canalisation d'eau
pluviale directement vers des plantes. Des réservoirs canalisateurs sont
joints aux descentes de gouttières et acheminent l'eau vers une
canalisation secondaire qui envoie l'eau aux plantes cachées sous une
véranda, en même temps que la pluie arrose ailleurs. Une valve guillotine
est positionnée au bas.
THOMPSON, US 5,931,118, présente un bain d'oiseau qui se remplit
automatiquement grâce à un système de canalisation acheminant l'eau de
la descente de gouttière.
Certains brevets nous paraissant moins directement liés à l'invention ont
aussi attiré notre attention : US 5,842,308, US 5,735,304, US 5,114,594,
et US 4,386,484 en provenance des classes recherchées : US 52/16,
137/357.
OBJECTIFS ET AVANTAGES
L'objectif principal de l'invention est de fournir aux foyers un système
leur permettant d'emmagasiner l'eau de pluie en vue de l'utiliser pour des
fins autres que la consommation : arrosage de plantes, lavage d'auto, etc.
Pour les villes, c'est de réduire, lors de fortes précipitations, les
débordements d'eaux pluviales acheminées vers les rues, et de permettre
aux citoyens d'emmagasiner l'eau en vue de son utilisation durant les
périodes sèches où l'utilisation d'eau potable doit être contrôlée.
Les objectifs secondaires sont de fournir un système qui est peu
dispendieux, pratique et facile d'installation qui puisse idéalement
s'installer à un réseau de gouttières d'un toit de maison en nécessitant un
minimum de pièces et par conséquent, un minimum de coût. Nous voulons
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que ce système soit esthétique, c'est-à-dire qu'il ne nuise pas à
l'apparence de la maison, et qu'il soit sécuritaire d'utilisation en
facilitant l'évacuation d'urgence de L'eau pour empêcher des
débordements dans la gouttière.
Pour y arriver, nous utilisons un système de canalisation interne à une
gouttière d'allure généralement standard (sauf pour un robinet, valve ou
bouchon situés vers le bas et paraissant à l'extérieur) et plus
particulièrement de fournir un entonnoir situé vers le haut de la descente
et canalisant l'eau dans un tuyau interne pour former une colonne d'eau
créant une pression hydrostatique. La pression d'eau est utilisée pour
acheminer l'eau du tuyau vers un point d'usage ou d'emmagasinage.
DESSINS
Relativement aux dessins qui illustrent une réalisation de l'invention,
FIG.I est une vue d'ensemble du système installé à un toit de maison.
FIG.2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la FIG.I.
FIG.3A, 3B et 3C est une coupe selon la ligne 3-3 de la FIG.2.
FIG. 4 est une coupe d'une alternative de la descente de la FIG.2.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES DESSINS ILLUSTRANT LES
APPLICATIONS PRÉFÉRÉES DE L'INVENTION
Dans la description qui suit et dans les dessins qui l'accompagnent les
chiffres semblables renvoient à des parties identiques dans les figures.
La FIG. 1 illustre un assemblage de descente 20 d'une gouttière
récupératrice. La descente est jointe à une gouttière 21 d'un toit 22 d'une
maison. Dans un bout de la gouttière il y a une sortie vers le bas 23
terminée par un aiguisage 24 (ou embout mâle). L'assemblage de descente
20 comprend trois parties dont une partie supérieure 26, une partie
inférieure 28, et une sortie de gouttière 38, les trois étant en tôle. La
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partie inférieure est munie d'un robinet 30 muni d'une valve 40, et d'un
bouchon de purge 32. L'eau provenant du toit qui va dans la gouttière est
canalisée vers la descente, comme on le verra à la FIG.2; l'eau aura la
possibilité de sortir par le robinet 30 dans l'éventualité où la valve 40
serait ouverte, pour être acheminée à un tonneau de réserve 36 par un
boyau 34 les reliant. Le réservoir 36 utilisé est un tonneau à ciel ouvert
nourri par le bas dans l'illustration mais pourra être d'un type différent
dépendamment de l'application.
La FIG.2 illustre une coupe transversale de la descente 20. Cette coupe
permet de voir l'intérieur de la descente. On voit en haut la vue
transversale de la gouttière 21, ainsi que sa sortie vers le bas 23 terminée
par l'aiguisage 24 mâle s'enfonçant dans un haut femelle 27 de la partie
supérieure de descente 26. Un entonnoir 48 est situé au centre vers le
haut, et il s'amincit en un tuyau droit 49 dans lequel au moins une
ouverture d'évacuation 50 est pratiquée. Le tuyau droit est typiquement
de 11/2 pouce de diamètre dont la partie du haut a été chauffée pour en
faire un entonnoir. A la partie du bas (femelle) 51 s'adapte un bout de
tuyau mâle 44 d'un diamètre plus petit, par exemple de plastique ABS de
11/4 pouce de diamètre strié, pour pénétrer à l'intérieur du tuyau de 11/2
pouce. Le tuyau peut être moulé dans son ensemble.
La partie inférieure de la gouttière comprend un tuyau interne 37 d'un
diamètre interne femelle pouvant s'adapter facilement à l'ensemble de la
partie supérieure mâle. Dans la partie inférieure comme dans la partie
supérieure, le tuyau peut être maintenu en place au moyen d'une vis 58 ou
d'un système d'attache traversant la tôle externe pour se visser dans le
matériau du tuyau.
Le joint entre la partie supérieure et la partie inférieure de la descente se
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fait par deux points : tout d'abord, le bout de tuyau mâle 44 s'enfonce
dans le tuyau inférieur femelle 46 de la partie inférieure de la descente,
puis l'embout mâle 42 du bas de la tôle de la partie supérieure de la
descente s'enfonce à son tour dans la tôle du haut de la partie inférieure
de descente 28 jouant le rôle femelle.
Les jonctions du bout de tuyau mâle 44 avec la partie du bas 51, et avec le
bout de tuyau femelle 46 sont étanches pour garder la force à la colonne
d'eau.
Le tuyau interne inférieur 37 continue jusqu'à des composantes
d'évacuation de la descente, soit le robinet 30 et la purge 32. Ces deux
composantes sont rattachés au tuyau interne inférieur 37 longeant la
partie inférieure de la descente. La partie inférieure est donc reliée à la
partie supérieure à la fois par un joint interne (les tuyaux) et par un joint
externe (la tôle de la descente de gouttière). Le joint externe consiste
d'un embout mâle de gouttière 42 pénétrant dans un bout de la partie
inférieure de descente. De même, le joint interne consiste d'un tuyau
supérieur mâle 44 pénétrant dans un tuyau inférieur femelle 46. Le tuyau
supérieur comprend de plus une (ou plusieurs) ouverture d'évacuation 50;
sur l'illustration, on en voit une en face. Encore plus haut, on voit
l'entonnoir 48, qui occupe toute la largeur de la descente de gouttière
pour acheminer toute l'eau dans la partie supérieure du tuyau supérieur.
Si l'eau n'est pas retenue, elle cheminera vers le bas par le tuyau et
sortira soit par le robinet soit par la purge 32. Par contre, si l'eau ne peut
être évacuée vers le bas, elle emplira le tuyau jusqu'à l'ouverture
d'évacuation 50. Toute l'eau additionnelle sera évacuée par ladite
ouverture 50 et cheminera à l'extérieur du tuyau mais à l'intérieur de la
descente de gouttière jusqu'à son évacuation au bas 38. Ainsi, le tuyau
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forme une canalisation interne pouvant servir de réservoir interne, tandis
que l'espace entre le tuyau et la tôle de gouttière forme une canalisation
externe (au tuyau) servant de drain d'évacuation. Finalement pour
maintenir alignés les tuyaux de colonne intérieurs et les formes de
gouttières il y a une vis supérieure d'alignement 56 et une vis inférieure
58 d'alignement. Il y a de plus un évasement inférieur 60 entre la partie
inférieure de descente et la sortie du drain 38. Un coude 62 sert de
réserve pour du sable ou pour des débris et seront évacués par le bouchon
de purge 32 qui peut être remplacé par une purge verticale contrôlée par
une valve actionnée par une poignée située à l'emplacement du bouchon
de purge sur le dessin. En utilisation, un boyau (non-illustré dans cette
figure) sera rattaché au filet de boyau 64 située sur le robinet 30 après la
valve de robinet 40.
D'autres configurations sont possibles, mais cette configuration
particulière offre de nombreux avantages : le faible coût des composantes,
l'apparence externe de la maison qui ne change pas (ou à peine),
l'installation rapide et simple. En effet, lors de l'installation, seule la
partie inférieure de la descente nécessite d'être coupée à son extrémité
supérieure pour s'ajuster à la hauteur de la gouttière de la maison. Avec
la configuration illustrée, la coupure peut être faite d'un coup avec un
trait de scie coupant à la fois la tôle et le tuyau. Et ce, parce que c'est la
partie supérieure qui comprend les moyens d'adaptation nécessaire à la
jonction.
La FIG.3 comporte trois éléments _~A, 3B et 3C.
La FIG.3A, à gauche, illustre l'installation de la partie inférieure à la
partie supérieure de la descente. On remarque que le bout de tuyau mâle
44 sera le premier à se joindre à la partie inférieure en s'enfonçant dans
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la partie femelle 46 formée par le tuyau inférieur 37, car ce bout de tuyau
dépasse la tôle de la partie supérieure de la descente. Une fois le bout de
tuyau inséré, c'est au tour de l'embout mâle 42 de la tôle supérieure de
s'insérer dans la tôle inférieure.
Avec cette configuration, le bout mâle 44 du tuyau supérieur peut être
facilement inséré d'abord dans le bout femelle 46 du tuyau inférieur, puis
être enfoncé jusqu'à ce que l'embout mâle de gouttière 42 rentre à son
tour dans le bout -de tuyau femelle 46 de la partie inférieure de descente
28 pour former la configuration illustrée à la FIG.3B. Le tout peut être
fixé à l'aide d'une vis, niais est souvent solidifié par unie bretelle
entourant la descente, fixé à la fois à la descente et au mur de la maison.
L'agrandissement à l'extrême droite à la FIG.3C montre comment les
ouvertures 50 peuvent être percées à angle dans le matériel du tuyau, ceci
forme des biseaux inférieur 52 et supérieur 54 (montrés en pointillés), qui
empêchent l'eau de sortir par les ouvertures 50 lorsqu'elle glisse sur les
parois internes du tuyau. Parce que les ouvertures sont creusées à angle
dans la paroi cylindrique du tuyau, les trous apparaissent ovales vus de
face comme à la FIG.2.
FIG.4 comprend deux sections, la 4A à gauche, et la 4B à droite; la 4B
étant un agrandissement de la partie encerclée de la 4A. I..,a IAG. 4A
montre une alternative de la descente de gouttière dans l'éventualité où la
hauteur disponible entre la sortie de gouttière et le sol serait plus grande
que la longueur obtenue par la descente lorsque la section inférieure n'est
pas coupée du tout. Il faudra alors' ajouter une section intermédiaire 29
entre la section supérieure 26 et la section inférieure 28. La section
inférieure étant alors coupée de façon à s'ajuster à la hauteur résultante,
tandis que la section intermédiaire peut être installée en pleine longueur.
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L'assemblage résultant présente alors un premier joint 68 entre la section
supérieure et la section intermédiaire, et un second joint 70 entre la
section intermédiaire et la section inférieure.
La FIG. 4B montre un agrandissement de la région du bas de la descente
de gouttière, où l'on peut témoigner de deux modifications possibles par
rapport à la configuration de la FIG.2. Dans ce cas, il n'y a pas de
robinet, mais seulement une prise directe pour boyau 72. De plus, la
purge ne consiste pas d'un coude et d'un bouchon, mais plutôt d'une
valve 74 (dont les composantes sont invisibles dans la figure) installée
Io dans un bout de tuyau droit vers le bas 78. La valve est actionnée par une
poignée 76 située à l'extérieur de la gouttière et pouvant actionner le
mécanisme interne de ladite valve..
DISCUSSION DES APPLICATIONS PRÉFÉRÉES DE L'INVENTION
Lors d'une pluie, l'eau glisse sur le toit, descend vers les gouttières, qui
l'acheminent vers la descente de gouttière. Lorsque la descente de
gouttière récupératrice telle que divulguée par la présente est
installée, l'eau est canalisée par l'entonnoir 48 et est dirigée vers le
tuyau inférieur. Si la valve du robinet est ouverte, l'eau descendra
jusqu'à lui. L'objet de l'invention étant de récupérer l'eau de pluie dans
un réservoir, un réservoir est avantageusement relié à ce robinet par un
boyau 34. Au départ, si le réservoir est vide, le boyau se remplira d'eau,
puis l'eau montera jusqu'à l'entrée du réservoir (tout en montant au même
niveau dans la descente). Lorsque l'entrée du réservoir est plus basse que
l'ouverture d'évacuation 50, le réservoir se remplira, et ce, jusqu'à un
niveau maximal associé à la hauteur de l'ouverture d'évacuation. Si ce
niveau est plus élevé que le dessus du tonneau, le tonneau débordera.
Ainsi, on constitue un réservoir d'eau de plus qui peut être utilisé en
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temps ensoleillé.
LES DOMAINES D'UTILISATION
En cas de grands orages, l'eau aura un très grand débit. C'est alors que la
colonne d'eau sera utile : lorsque l'eau ne passe pas assez rapidement
dans le tonneau par le tuyau, l'eau montera dans la canalisation réservoir,
ce qui engendre une augmentation de pression clans L'eau. L'eau sera alors
poussée plus fort vers le tonneau. C'est seulement lorsque l'eau coulera
en débit excessivement grand, ou encore quand la valve est. fermée, que
l'eau passera dans l'ouverture supérieure pour couler par l'espace libre
entre le tuyau et la tôle. On pourrait percer un trou supérieur dans la
gouttière pour permettre l'évacuation massive de l'eau et empêcher le
débordement dans l'éventualité où les ouvertures supérieures ne
permettraient pas une assez grande évacuation de l'eau.
L'entrée d'eau du tonneau peut être située soit au haut ou au bas de ce
dernier. Dans le cas où l'entrée est située au haut, l'eau du tonneau ne
pourra pas revenir dans le boyau tant que le niveau. d'eau n'est pas arrivé
à la hauteur de l'entrée. Tandis que dans le cas où l'entrée d'eau est
située vers le bas, la pression d'eau du tonneau s'exercera dans le'boyau.
L'avantage résultant de la disposition du tuyau en bas est que le boyau
pourra tout simplement être dévissé du robinet et servir immédiatement à
l'arrosage. Par contre, lorsque l'entrée est disposée en haut, le boyau
pourra être dévissé, ou la purge ouverte, et l'eau du tonneau (réserve) ne
descendra pas plus bas que l'entrée d'eau.
Mentionnons aussi que l'eau est emmagasinée dans l'objectif d'être
utilisée, et que pour ce faire, il faut généralement une certaine pression
d'eau au bout du tuyau. On peut utiliser une pompe pour fournir une
pression d'eau, comme par exemple pour arroser les plantes. Par contre, il
Il
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y a des façons d'obtenir une certaine pression d'eau sans l'utilisation
d'une pompe. Premièrement, il est possible que le tonneau (ou de façon
générale, la réserve d'eau) soit surélevée par rapport au point
d'utilisation. De cette façon, il y aura de la pression d'eau qui sera
produite-par la différence d'élévation. Toutefois, il ne faut pas que
l'entrée d'eau du tonneau soit au-dessus (autrement dit, à un niveau
d'élévation supérieur) de l'ouverture d'évacuation de la canalisation de
réserve, car si -c'est le cas, l'eau sortira par cette ouverture au lieu
d'emplir le tonneau.
Deuxièmement, il serait possible d'utiliser un tonneau comprenant
seulement une ouverture. Dans ce cas, l'eau prendra de plus en plus de
volume dans le tonneau se remplissant en laissant de moins en moins de
volume disponible pour l'air. L'air se comprimera donc sous l'effet du
remplissage, ce qui causera une augmentation de pression interne. L'eau
sortira par la sortie d'évacuation de la canalisation de réserve lorsque la
pression exercée par la colonne d'eau dans cette canalisation par la
différence d'élévation par rapport au niveau d'eau dans le tonneau sera
égale à la pression interne d'air dans le tonneau fermé.
RÉSUMÉ :
Un dispositif pour installation à même une gouttière 21 horizontale dans
le but de créer une réserve 36 d'eau de pluie, comprenant :
- une gouttière verticale, appelée descente, comprenant au moins une
section supérieure destinée à capter l'eau de la gouttière et une section
inférieure destinée à fournir une colonne d'eau, la section supérieure
comprenant un entonnoir de captage 48 comprenant des moyens de cueillir
l'eau de la gouttière, l'entonnoir comprenant au moins un trou
d'évacuation 50,
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- des moyens de maintenir étanches et solidaires l'entonnoir et la section
inférieure destinés à produire une pression suffisante pour alimenter
complètement la réserve jusqu"à ce que l'eau de pluie refoule jusqu'au
trou d'évacuation et s'écoule en gouttière.
La descente peut être faite d'un tuyau évasé qui reçoit la totalité de l'eau
de la gouttière horizontale et la concentre dans la section non-évasée du
même tuyau vers le bas.
La gouttière horizontale est installée au bord d'un toit 22 et comprend
une sortie vers le bas 23 pourvue d'un aiguisage 24 et les moyens de
cueillir l'eau comprennent une attache étanche à l'aiguisage. L'attache
étanche comprend une partie supérieure de descente 26 pourvue d'un haut
femelle 27 rattaché à l'aiguisage et assemblé sans nécessiter de contact
entre l'aiguisage et l'entonnoir.
La partie supérieure 26 comprend une attache 56 circonférentielle à
l'entonnoir et qui peut être une vis ou autre dispositif de retenue comme
un dos d'âne en plastique sur L'entonnoir, et la section inférieure
comprend un tuyau interne inférieur 37 et des moyens d'attache étanche
verticale 46 à l'entonnoir. La partie supérieure 26 comprend un embout
mâle gouttière 42 et la partie inférieure est rattachée à la partie
supérieure par l'embout mâle, le rattachçmen.t du bout de tuyau mâle au
tuyau inférieur 37 scellant la colonne d'eau à l'intérieur des tuyaux 37,44
et le rattachement des gouttière mâle 42 et partie inférieure 28 définissant
un canal annulaire de gouttière. Le trou d'évacuation est creusé à angle,
définissant un biseau supérieur 54' et un biseau inférieur 52 et il peut être
creusé droit en nombre de 1, 2, 3 ou plus.
La section inférieure peut être coupée en différentes longueurs dépendant
de la hauteur de la gouttière par rapport au sol.: Dans l'éventualité où la
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section inférieure n'est pas assez longue-pour la hauteur de la gouttière,
une section intermédiaire est ajoutée sous la section supérieure, puis la
section inférieure pourra être coupée à la hauteur résultante et être
installée à la suite. La section intermédiaire aura un haut ressemblant au
haut de la section inférieure, et un bas ressemblant au bas de la section
supérieure pour permettre le joint avec le moins d'ajustements possibles.
Il est bien entendu que le mode de réalisation de la présente invention qui
a été décrit ci-dessus, en référence aux dessins annexés, a été donné à
titre indicatif et nullement limitatif, et que des modifications et
adaptations peuvent être apportées sans que l'objet s'écarte pour autant du
cadre de la présente invention.
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LÉGENDE
20- Assemblage de descente 56- Vis supérieure
21- Gouttière horizontale 58- Vis inférieure
22- Toit de maison 60- Évasement inférieur
23- Sortie vers le bas 62- Coude
24- Aiguisage 64- Connexion de boyau
26- Partie supérieure de descente 66- Coupe uniforme
27- Haut femelle 68- Première jonction
28- Partie inférieure de descente 70- Deuxième jonction
29- Partie intermédiaire 72- Prise de boyau directe
30- Robinet 74- Valve de purge
32- Bouchon de purge 76- Poignée de valve
34- Boyau 78- Purge verticale
36- Tonneau
37- Tuyau interne inférieur
38- Sortie du drain
40- Valve de robinet
42- Embout mâle gouttière
43- Embout femellç gouttière
44- Bout tuyau mâle
46- Bout tuyau femelle
48- Entonnoir
49- Tuyau droit
50- Ouvertures d'évacuation
51- Partie du bas
52- Biseau infériçilr
54- Biseau supérie r
C:\Users\yvesd\Desktop\corifé brevet ça 31 aout 09.doc 31/08/2009 7:55 25