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WO 2012/146847
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PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE PRODUCTION DE GÉOTEXTILE NON TISSÉ ET
GÉOTEXTILE AINSI PRODUIT
Domaine technique
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de production de
géotextile non tissé et un géotextile ainsi produit, notamment à base de
fibres végétales
longues liées mécaniquement.
Etat de la technique antérieure
Les géotextiles biodégradables sont habituellement fabriqués de trois manières
:
- à partir de fibres de coco ou de jute tissées manuellement ou
- à partir de fibres courtes liées mécaniquement par des procédés
d'aiguilletage
mécanique avec des aiguilles métalliques.
- les assemblages chimiques avec des liants par exemple à base d'amidon.
Ces techniques présentent plusieurs inconvénients. Le premier est qu'elles
nécessitent l'emploi d'une importante main d'ceuvre, qu'elles sont tributaires
d'une
concentration géographique des fibres utilisées, et que la fabrication impose
un coût de
production élevé. Les risques de blocage des mécanismes des machines
contraignent les
fabricants à utiliser comme intrant des fibres courtes sous forme de flocons
(longueur
inférieure à dix centimètres), entrainant une étape de fabrication
supplémentaire en amont et
une restriction du choix de fibres.
En ce qui concerne les non tissés, quelles que soient les fibres employées,
elles sont
préliminairement raffinées, ce qui implique des traitements complexes et
onéreux.
Exposé de l'invention
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A
cet
effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un géotextile non
tissé comportant :
- des tiges de végétaux écrasées d'un diamètre supérieur à cinq millimètres,
- des fragments de tiges végétales et
- des fibres végétales partiellement attachées aux dites tiges
écrasées,
les tiges et fragments de tiges étant entrelacés par des liaisons mécaniques
produites par
projection d'eau.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif de
production d'un
géotextile non tissé, qui comporte :
- un moyen de disposition de végétaux en une nappe de tiges de
végétaux écrasées
d'un diamètre supérieure à cinq millimètres, des fragments de tiges végétales
et de
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fibres végétales brutes partiellement attachées aux dites tiges écrasées et
- un moyen de projection d'eau sur ladite nappe pour former des
liaisons mécaniques
entre les tiges de végétaux écrasées, les fragments de tiges végétales et les
fibres
végétales de ladite nappe.
Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de production
d'un
géotextile non tissé, qui comporte
- une étape de disposition de végétaux en une nappe de tiges de
végétaux écrasées
d'un diamètre supérieure à cinq millimètres, des fragments de tiges végétales
et de
fibres végétales brutes partiellement attachées aux dites tiges écrasées et
- une étape de projection d'eau sur ladite nappe pour former des liaisons
mécaniques
entre les tiges de végétaux écrasées, les fragments de tiges végétales et les
fibres
végétales de ladite nappe.
Grâce à chacun des aspects de la présente invention, on crée un géotextile qui
présente des caractéristiques mécaniques similaires, voire supérieures, à
celles des
géotextiles connus, à moindre coût. En effet, en éliminant la transformation
des végétaux, en
amont de la constitution de la nappe, on réduit la complexité de la mise en
oeuvre. De plus,
la main d'ceuvre nécessaire est limitée et la fabrication peut être fortement
automatisée.
Les différents aspects de la présente invention permettent ainsi de lever ce
qui est
considéré comme une impossibilité technique liée à l'emploi de tiges et de
fibres longues et
de produire un in-tissé aux propriétés mécaniques supérieures aux productions
géotextiles
non-tissés connus dans l'art antérieur.
De plus, on élimine les risques de blocage de machine car la création des
liaisons
mécaniques se fait sans contact, par projection d'eau.
Selon des caractéristiques particulières de chaque aspect de l'invention,
lesdits
végétaux comportent du chanvre.
Selon des caractéristiques particulières du géotextile objet de l'invention,
les tiges,
fragments de tiges et fibres végétales sont enduites de terre.
Selon des caractéristiques particulières du géotextile objet de l'invention,
la terre
comporte de l'argile.
Grâce à chacune de ces dispositions, on constitue une couche de matériau,
étanche
dans le cas de l'utilisation de l'argile, qui permet de constituer des drains
à moindre frais,
avec des matériaux naturels.
Selon des caractéristiques particulières, le moyen de disposition de végétaux
en une
nappe de fibres végétales comporte un moyen d'écrasement et/ou de cardage des
végétaux.
Selon des caractéristiques particulières, le moyen de disposition de végétaux
en une
nappe de fibres végétales comporte un moyen d'orientation des fibres selon au
moins deux
orientations différentes, sous l'action de vibration d'un support, ou par
croisement de
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chemins d'approvisionnement.
Selon des caractéristiques particulières, le moyen de disposition des végétaux
en
nappe de fibres végétales comporte un dispositif d'incorporation de cordes ou
câbles,
parallèles à la plus grande longueur de la nappe destinées à servir de guides.
On note que les cordes ou câbles peuvent être d'origine végétale ou autre,
notamment plastique ou métallique.
Selon des caractéristiques particulières, le moyen de disposition de végétaux
en une
nappe de fibres végétales comporte un moyen d'uniformisation de l'épaisseur de
la nappe de
fibres végétales.
Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de l'invention
comporte un
moyen d'enduction de la nappe de fibres végétales avec de la terre.
Selon des caractéristiques particulières du dispositif objet de l'invention,
le moyen
d'enduction de la nappe de fibres végétales est adapté à enduire la nappe de
fibres
végétales avec de la terre comportant de l'argile.
Selon des caractéristiques particulières, le procédé objet de l'invention
comporte une
étape d'enduction de la nappe de fibres végétales avec de la terre.
Selon des caractéristiques particulières du procédé objet de l'invention, au
cours de
l'étape d'enduction de la nappe de fibres végétales, on enduit la nappe de
fibres végétales
avec de la terre comportant de l'argile.
Les avantages, buts et caractéristiques particulières du géotextile objet de
la présente
invention forment des avantages, buts et caractéristiques particulière du
procédé et du
dispositif objets de la présente invention et inversement. Ils ne sont donc
pas rappelés ici.
Brève présentation des figures
D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention
ressortiront de
la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement
limitatif, en regard des
dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue développée du dispositif objet de la
présente invention, dans
un mode particulier de réalisation,
- la figure 2 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en
oeuvre dans
un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente
invention,
- la figure 3 représente, schématiquement, une nappe de tiges,
fragments de tiges et
fibres avant projection d'eau,
- la figure 4 représente, schématiquement, une nappe de tiges,
fragments de tiges et
fibres avant projection d'eau et
- la figure 5 représente, schématiquement et en coupe, un drain
réalisé sur la base
d'un géotextile objet de la présente invention.
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Exposé d'au moins un mode de réalisation
On note, avant toute chose, que les figures ne sont pas à l'échelle.
On observe, en figure 1, un dispositif 105 de production d'un géotextile 110.
Le
dispositif 105 comporte
- un moyen 115 de disposition de végétaux en une nappe 125,
- un moyen 165 de formation de liaisons mécaniques dans ladite nappe
125 et
- optionnellement, un moyen 170 d'enduction de la nappe 125.
On introduit les végétaux à l'entrée 140 du dispositif 105.
Le moyen 115 de disposition des végétaux constitue une nappe illustrée en
figure 3,
de tiges de végétaux écrasées d'un diamètre supérieure à cinq millimètres, des
fragments de
tiges végétales et de fibres végétales brutes partiellement attachées aux
dites tiges
écrasées.
Le moyen 115 de disposition des végétaux comporte, dans le mode de réalisation
illustré en figure 1 :
- un moyen 140 d'entrée de végétaux bruts, sous la forme de végétaux
de grande
dimension, typiquement des tiges mesurant jusqu'à 2,5 m,
- un moyen 145 de réduction partielle des végétaux en tiges, grâce à
un couteau, pour
former des éléments de tige d'une longueur préférentiellement supérieure à
quelques
centimètres, et, encore plus préférentiellement supérieure à dix centimètres,
- un moyen 150 d'écrasement et/ou de cardage des végétaux,
- un moyen 155 d'orientation des fibres selon au moins deux
orientations différentes,
- un moyen 160 d'uniformisation de l'épaisseur de la nappe 125 de
fibres végétales,
aussi appelé compaction et nappage.
Préférentiellement, les végétaux mis en oeuvre comportent du chanvre. Dans des
modes de réalisation, le chanvre est combiné avec des tiges d'autres végétaux
afin de
produire un géotextile non tissé mais ayant une durée de vie plus courte et
une
biodégradabilité plus rapide. Un tel géotextile est, par exemple, adapté au
maraichage
saisonnier.
Dans des modes de réalisation, le moyen 155 d'orientation des fibres selon au
moins
deux orientations différentes agit par mise en vibration d'un support de la
nappe 125 (le
moyen 155 d'orientation comporte, par exemple une tôle ondulée vibrante, qui
répartit les
fibres de manière uniforme, selon des directions différentes), ou par
croisement de chemins
d'approvisionnement.
Dans des modes de réalisation, le moyen de compaction et nappage 160 est
constitué de rouleaux écraseurs.
Dans des modes de réalisation (non représentés), le moyen 115 de disposition
des
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végétaux en nappe de fibres végétales comporte un dispositif d'incorporation
de cordes ou
câbles, parallèles à la plus grande longueur de la nappe destinées à servir de
guides, après
le moyen 160. Ainsi, afin de faciliter la manutention ultérieure du produit,
des guides (cordes,
câbles, fils) peuvent être introduits dans l'épaisseur de la nappe 125.
5 Puis, des liaisons mécaniques entre les tiges, les fragments de tiges et
les fibres de
la nappe 125 sont créées, dans l'épaisseur de la nappe 125 par le moyen 165 de
formation
de liaisons. Ce moyen 165 fonctionne par projection d'eau sous pression. Plus
précisément,
plusieurs rampes de jets à haute pression perforent et / ou écrasent pour
parties les tiges en
les défibrant partiellement. De plus, des matières fines collent et/ou
adsorbent les divers
éléments fins.
En sortie du dispositif illustré en figure 1, le géotextile fini 110 est mis
en rouleaux ou
en plaques semi-rigides. Le géotextile ainsi produit peut ensuite être traité
selon les usages.
Le dispositif 105 est particulièrement destiné à la fabrication de géotextiles
non tissés
pour une utilisation en substitution aux produits utilisés pour le mulch
et, en particulier, le
remplacement des tissus en fibres de coco ou de jute trempées par des non
tissés à base de
chanvre.
Dans le cas où le dispositif comporte un moyen d'enduction 170, une enduction
avec
de la terre peut être prévue. En particulier, une enduction avec de la terre
contenant de
l'argile, notamment constituée d'argile pure, permet de former un géotextile
étanche à l'eau.
Par exemple, un tel géotextile peut former une protection contre la
pénétration d'eau dans un
bâtiment ou un drain, tel que le drain illustré en figure 5. L'enduction peut
se faire par
projection ou par imprégnation ou encore par écrasement de terre rendue
meuble.
On observe, en figure 2, que, dans un mode de réalisation particulier du
procédé
objet de la présente invention, au cours d'une étape 205, on introduit des
végétaux en
entrée, sous la forme de végétaux de grande dimension, typiquement des tiges
mesurant
jusqu'à 2,5 m.
Au cours d'une étape 210, on effectue une réduction partielle des végétaux en
tiges,
sous la forme de végétaux de grande dimension, pour former des éléments de
tige d'une
longueur préférentiellement supérieure à vingt centimètres, et
préférentiellement supérieure
à cinquante centimètres.
Au cours d'une étape 220, on écrase les végétaux pour former une nappe de
tiges de
végétaux écrasées d'un diamètre supérieure à cinq millimètres, des fragments
de tiges
végétales et de fibres végétales brutes partiellement attachées aux dites
tiges écrasées.
Au cours d'une étape 225, on oriente les tiges et/ou les fibres de manière,
selon des
directions différentes.
Au cours d'une étape 230, on uniformise l'épaisseur de la nappe de fibres.
Au cours d'une étape 235, on incorpore dans les fibres des cordes ou des
câbles
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parallèles à la grande longueur de la nappe de fibres.
Au cours d'une étape 240, on crée des liaisons mécaniques entre les fibres de
la
nappe, dans l'épaisseur de la nappe, par projection d'eau sous pression sur
les fibres
végétales ou, en variante, avec une machine à piquer multi-aiguilles
(aiguilletage).
Comme on le comprend à la lecture de ce qui précède, grâce à la mise en oeuvre
de
la présente invention, on crée un géotextile non tissé qui présente des
caractéristiques
mécaniques similaires, voire supérieures, à celles des géotextiles connus, à
moindre coût.
Au cours d'une étape optionnelle 245, on peut enduire ce géotextile, notamment
avec
de la terre, par exemple à base d'argile.
On observe, en figure 3, dans une nappe 125, des tiges brutes écrasées 305,
d'un
diamètre supérieur à cinq millimètres, des petites tiges brutes et des
fragments de tiges 310
(longueur de quelques centimètres à plusieurs dizaines de centimètres,
diamètre de 0,1 à 1
centimètre) et des fibres végétales 315 entrelacées. Les fibres végétales
sont, pour une
partie d'entre elles, attachées aux tiges écrasées.
On observe, en figure 4, dans un géotextile non tissé 110, des tiges brutes
écrasées
305 reliées mécaniquement par des fragments de tiges, des fibres végétales et
des matières
fines accrochant, entre elles, les tiges 305.
On observe que la mise en oeuvre de tiges entièrement naturelles fournit des
géotextiles ayant des épaisseurs différentes et donc un grammage différents
des produits
non tissés connus dans l'art antérieur. Par exemple, le géotextile objet de la
présente
invention présente un poids de 200 à 5 000 g/m2, et de préférence entre 400 et
1 000 g/m2.
On observe, en figure 5, dans un géotextile non tissé 405 enduit d'argile 410
pour
former un drain, ici recouvert de pierres 415. Le géotextile 405 fournit la
structure et l'argile
410 assure l'étanchéité, partielle ou complète, du drain ainsi constitué. Les
pierres 415
retiennent le géotextile et évite le bouchage rapide du drain par des
feuilles, par exemple.
L'eau drainée s'écoule donc autour des pierres sur la couche d'argile 410
enduisant le
géotextile 405.
Dans le mode de réalisation illustré en figure 4, une deuxième couche de
géotextile
objet de la présente invention 420 est positionnée au dessus de la première,
pour maintenir
les éléments intermédiaires. Dans le cas où il n'y a pas de pierre entre les
deux couches de
géotextile 405 et 420, la couche supérieure sert à maintenir l'argile entre
les deux couches.
Préférentiellement, dans ce cas, la couche de géotextile 420 est moins
grossière que la
couche de géotextile 405.
