La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un tuyau poreux, un tel tuyau étant destiné en particulier à l'irrigation de terrains cultivés.

L'irrigation de terrains cultivés à l'aide de tuyaux poreux enterrés présente des avantages connus, par comparaison notamment avec un arrosage en surface : l'eau est amenée au voisinage des racines des plantes ; moins d'eau est nécessaire car elle n'est pas soumise au phénomène d'évaporation ; l'installation n'encombre pas la surface du terrain et cela convient bien lorsque, par exemple, le terrain reçoit une pelouse de jeux ou d'agrément. Les tuyaux poreux utilisés doivent être suffisamment souples pour épouser les formes du terrain et suffisamment rigides transversalement, c'est-à-dire selon leur section, pour qu'ils ne s'affaissent pas et maintiennent en forme le passage de l'eau d'irrigation à l'intérieur du tuyau tout le long de celui-ci.

De tels tuyaux poreux sont connus ; ainsi, par exemple, US-A-4 958 770 décrit un procédé de fabrication d'un tuyau poreux destiné à l'irrigation, comprenant les étapes consistant à a) préparer un mélange homogène composé de particules de caoutchouc vulcanisé et de particules d'un liant thermoplastique ; b) faire passer ledit mélange dans une extrudeuse dans laquelle il est chauffé ; c) faire sortir ledit mélange de l'extrudeuse à travers une filière sous la forme d'un tuyau ; d) plonger ledit tuyau, à la sortie de la filière, dans un bain de refroidissement ; e) faire passer le tuyau, à la sortie du bain de refroidissement, entre deux roues de tirage ; f) enrouler en bobine le tuyau à la sortie des roues de tirage.

Bien entendu, la qualité de l'irrigation obtenue par un tuyau poreux de ce type dépend de la porosité du tuyau et, surtout, de l'homogénéité de cette porosité tout au long du tuyau, pour éviter que certaines racines soient moins alimentées en eau que d'autres, voir très

peu ou pas alimentées. Pour obtenir un tel résultat, le procédé selon US-A-4 958 770 prévoit d'utiliser dans l'étape a) des particules exemptes d'humidité, sinon des particules dont le taux d'humidité est inférieur à 0,15 % en poids, et d'extraire le tuyau selon l'étape e) à une vitesse linéaire d'extraction égale à la vitesse linéaire d'extrusion selon l'étape c), l'extrudeuse étant sans prise d'air.

Or, lorsque le mélange est chauffé dans l'extrudeuse, le liant fond et enrobe les particules de caoutchouc vulcanisé qui vont être ensuite assemblées par collage par le liant ; ce collage sera d'autant moins intime et complet qu'un effort d'autant plus grand est appliqué sur le tuyau à la sortie du bain de refroidissement par les roues de tirage de l'étape e) ; c'est ce collage plus ou moins intime, plus ou moins complet, qui assure la porosité désirée du tuyau.

En fait, d'autres paramètres entrent en ligne de compte : la proportion du mélange, c'est-à-dire les pourcentages relatifs de caoutchouc vulcanisé et de liant ; la vitesse linéaire d'extrusion et la vitesse linéaire d'extraction ; les caractéristiques géométriques du tuyau, à savoir son diamètre intérieur et son épaisseur radiale ; la température du fût de l'extrudeuse ; la température du bain de refroidissement.

Ainsi, le procédé selon US-A-4 958 770 convient peut-être bien pour réaliser un tuyau donné, de caractéristiques géométriques bien définies, mais n'est pas adapté pour la réalisation d'une gamme de tuyaux ; en outre, tous les paramètres autres que la vitesse doivent être régulés d'une manière très fine, ce qui conduit à un prix de revient élevé du tuyau.

FR-A-2 693 401 décrit également un procédé du type ci- dessus, dans lequel la vitesse d'extraction est égale à 120 % de la vitesse d'extrusion et qui présente les mêmes inconvénients. Par de nombreux essais, la Demanderesse a découvert qu'une prise en compte des températures, de l'extrudeuse et du bain de refroidissement, de façon simple et efficace, pouvait être réalisée en tenant compte de la contraction linéaire Ct du tuyau dans le bain de refroidissement, cette contraction jouant dans le sens de la traction exercée sur le tuyau lors de l'extraction, traction généralement obtenue par la différence des vitesses linéaires d'extraction et d'extrusion.

Ainsi, selon l'invention, un procédé de fabrication d'un tuyau poreux destiné à l'irrigation, comprenant les étapes consistant à a) préparer un mélange homogène composé de particules de caoutchouc vulcanisé et de particules d'un liant thermoplastique ; b) faire passer ledit mélange dans une extrudeuse dans laquelle il est chauffé ; c) faire sortir ledit mélange de l'extrudeuse à travers une filière, à une vitesse linéaire d'extrusion W\ , sous la forme d'un tuyau ; d) plonger ledit tuyau, à la sortie de la filière, dans un bain de refroidissement dans lequel ledit tuyau est le siège d'une contraction linéaire C exprimée en pourcent ; e) faire passer le tuyau, à la sortie du bain de refroidissement, entre deux roues de tirage, à une vitesse linéaire d'extraction V2 ; f) enrouler en bobine le tuyau à la sortie des roues de tirage ; est caractérisé par le fait que Vj , V2, Ct sont liés par l'équation

L'expérience a montré que, lorsque cette équation est satisfaite, d'une part, la porosité du tuyau est homogène sur toute sa longueur et, d'autre part, la traction exercée sur le tuyau lors de son extraction ne conduit pas à la rupture du tuyau, ces deux conséquences étant valables pour une large gamme de tuyaux de caractéristiques géométriques différentes, telles que le diamètre intérieur et l'épaisseur. Le mélange de l'étape a) peut contenir un stabilisateur. Le mélange de l'étape a) peut contenir 55 à 70 % en poids de caoutchouc vulcanisé ; le liant thermoplastique est de préférence du polyéthylène linéaire basse densité. Avantageusement, les particules de caoutchouc vulcanisé ont une granulométrie comprise entre 300 et 600 microns, et de préférence entre 400 et 500 microns ; les particules du liant thermoplastique ont une granulométrie comprise entre 350 et 1200 microns, et de préférence entre 650 et 850 microns.

Il est préférable que durant l'étape b) le mélange soit maintenu dans l'extrudeuse à une température comprise entre 90 et 150°C ; avantageusement, l'extrudeuse est divisée longitudinalement en zones dans lesquelles la température est maintenue constante, la température des zones croissant depuis la zone proche de l'introduction du mélange dans l'extrudeuse jusqu'à la zone située directement avant la tête de l'extrudeuse d'où est extrait le tuyau, la température de la tête étant plus faible que celle de cette dernière zone.

La température du bain de refroidissement selon l'étape d) est comprise entre 5 et 20°C, de préférence entre 10 et 20°C.

Pour un procédé particulièrement économique, le caoutchouc vulcanisé est obtenu par récupération des bandes de roulement de pneumatiques usagés, ou des pneumatiques usagés complets. L'invention a également pour objet un tuyau poreux obtenu par le procédé défini ci-dessus, ainsi que l'utilisation d'un tel tuyau pour l'irrigation de terrains cultivés, ledit tuyau poreux étant enterré, dans laquelle le tuyau est alimenté en eau sous une pression au moins égale à 5 mètres d'eau. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant à titre purement illustratif et non limitatif, des exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés. Sur ces dessins :

- la figure 1 est un schéma général représentant un exemple d'installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ;

- la figure 2 est une vue en coupe, éclatée, montrant les principales pièces constitutives de la tête de l'extrudeuse de la figure 1 ;

- la figure 3 est analogue à la figure 2, mais les pièces étant assemblées

- la figure 4 est un détail, à plus grande échelle, de la figure 3 ;

- la figure 5 est une vue selon V-V de la figure 4 ;

- la figure 6 est une vue selon VI-VI de la figure 2 ; - la figure 7 est une vue selon VII- VII de la figure 2 ;

- la figure 8 est une coupe selon VIII-VIII de la figure 1

- la figure 9 est une vue en coupe, partielle, d'un tuyau obtenu par le procédé selon l'invention .

En se reportant à la figure 1 , on voit que l'installation, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, comprend deux goulottes 10, 11 d'alimentation des constituants du mélange à savoir, respectivement, le caoutchouc vulcanisé sous forme de particules et le liant thermoplastique, également sous forme de particules. Une pompe d'alimentation 14 comporte deux conduits d'aspiration 15, 16 reliés à des réservoirs 17, 18 contenant chacun l'un des deux constituants du mélange à réaliser, et deux conduits de refoulement 12, 13 pour l'alimentation des goulottes 10, 11 alimentant elles-mêmes un mélangeur 9 à l'aide d'une vis pré-réglée à dosage constant ; le mélangeur 9, fixé directement à la partie supérieure d'une trémie 20, alimente en constituants la trémie 20 pour l'alimentation, en mélange 21, de l'extrudeuse 30 ; l'homogénéité du mélange 21 , dans les proportions définies ci-dessus, est assurée par un malaxeur 19 à axe vertical ; le niveau 22 du mélange dans la trémie 20 est réglé à une valeur constante : ceci est obtenu grâce à un détecteur du niveau 22, non représenté, qui pilote l'ouverture de la trappe du mélangeur 9 doté également d'un détecteur de niveau permettant l'appel des constituants du mélange pour la recharge du mélangeur 9 lorsque sa trappe s'est refermée après l'alimentation de la trémie 20 ; cette disposition évite que des variations de la pression statique due au mélange 21 dans la trémie 20 ne viennent perturber les conditions d'extrusion. L'extrudeuse 30 comprend un fût 36 d'axe horizontal dans lequel est montée à rotation une vis d'extrusion 31 entraînable en rotation par un moteur 33 ; le fût 36 est entouré de caissons 32 répartis longitudinalement définissant des zones de régulation de température, laquelle est maintenue à des valeurs désirées grâce à des moyens de chauffage électrique et de refroidissement par soufflage d'air, non représentés. La tête 40 de l'extrudeuse 30 possède deux zones de chauffage, par colliers électriques, et un refroidissement par ventilation d'air pour la régulation de sa température ; la température de la tête 40 est ainsi maintenue à une température pratiquement constante, comprise entre 85 et l lO°C.

A la sortie de la tête 40 de l'extrudeuse 30, qui met en forme un tuyau 23 et qui sera décrite plus en détails ci-après, le tuyau 23, sortant de la tête 40 à une vitesse linéaire Vj , est plongé dans un bac 34 contenant un liquide de refroidissement 35, comme de l'eau par exemple.

Le tuyau 23 est tiré hors du bac 34, à une vitesse linéaire V2, par un extracteur 24 constitué de deux roues de tirage 27, 28 en forme de poulies à gorge dont la section est semi-circulaire ; les gorges sont bordées par deux pistes latérales circulaires, deux pistes 37 pour la roue de tirage 27, et deux pistes 38 pour la roue de tirage 28 ; les deux roues de tirage 27, 28 roulent l'une sur l'autre par l'intermédiaire des pistes circulaires 37, 38 en sorte qu'un passage circulaire 29 (figure 7) est défini, le tuyau 23 traversant le passage 29 avec un léger serrage pour obtenir le tirage du tuyau 23 à la vitesse V2 ; le tuyau 23 est ensuite mis en bobine sur un enrouleur 25.

La tête 40 de l'extrudeuse 30, mieux visible sur les figures 2 à 7, comprend du côté du fût 36 de l'extrudeuse un étage de compression et du côté opposé un étage de mise en forme ; l'étage de compression est constitué d'un carter 41 traversé d'un passage axial tronconique 68 dont la petite base est située du côté du raccordement du carter 41 au fût 36 de l'extrudeuse, une bride de fixation 62 étant prévue à cet effet, munie de trous de fixation 61 ; l'étage de mise en forme comprend un support de filière 43 creux muni en bout d'un alésage 66 fileté dans lequel est monté par vissage le manchon 65 fileté extérieurement d'une filière 44 de façonnage du tuyau ; l'alésage 66 communique avec un alésage cylindrique de plus petit diamètre d'où s'étend un passage tronconique 67 ; le manchon 65 de la filière 44 est prolongé extérieurement, sur la droite par rapport aux figures, par une queue 56 dont la surface extérieure a une section carrée pour faciliter l'opération de vissage de la filière 44 dans le support 43 à l'aide d'une clé de forme carrée correspondante ; la filière 44 est percée d'un canal tronconique 45 dont la grande base est au droit de l'extrémité extérieure du manchon 65, le canal tronconique débouchant dans un canal cylindrique 46 dont le diamètre est égal à celui de la petite base du canal tronconique 45.

Le carter 41 de l'étage de compression et le support 43 de l'étage de mise en forme sont assemblés par l'intermédiaire d'un flasque 42, en forme générale d'un disque, muni d'un dispositif anti¬ turbulence ; le carter 41 est muni d'une bride 63 dans laquelle sont ménagés des trous de fixation 60 qui coopèrent avec des trous 60 de fixation correspondants prévus dans le flasque 42 ; de même, le support 43 est muni d'une bride 64 dans laquelle sont ménagés des trous de fixation 76 qui coopèrent avec des trous 76 de fixation correspondants prévus dans le flasque 42 visibles sur la figure 6. Le flasque 42 est traversé par un alésage 59 cylindrique axial fileté intérieurement ; l'alésage 59 est destiné au montage par vissage, d'une part, du côté du carter 41 d'un cône de compression 51, et, d'autre part, du côté du support 43 de filière d'un support de poinçon 53 ; pour ce faire, le cône de compression 51 et le support 53 sont munis de socles circulaires, respectivement 57 et 58, filetés extérieurement, leur filetage correspondant à celui de l'alésage 59 du flasque 42.

Le socle 57 porte un cône 69 dont la base est d'un diamètre légèrement supérieur à celui du socle 57 et définit une portée de contact annulaire avec la face transversale en regard du flasque 42 ; le socle 58 se prolonge selon une partie cylindrique 77 d'un diamètre légèrement supérieur à celui du socle 58 définissant également une portée de contact annulaire avec la face transversale en regard du flasque 42 ; la partie cylindrique 77 sert de base à un tronc de cône 55 dont la petite base se prolonge selon un embout cylindrique 56 de même diamètre ; lorsque le carter 41 et le flasque 42 sont assemblés, comme montré sur la figure 3, le passage tronconique 68 et le cône 69 définissent entre eux un canal annulaire dont la section décroit vers le flasque 42, l'inclinaison sur l'axe du passage 68 étant inférieure au demi-angle au sommet du cône 69, en sorte que le mélange y est soumis à une compression.

L'embout 56 du support 53 est muni d'un alésage cylindrique fileté intérieurement qui reçoit, comme montré sur la figure 4, une tige filetée 50 dont la longueur est supérieure à la longueur axiale dudit alésage ; la partie de la tige filetée 50 qui dépasse dudit alésage sert au montage par vissage d'un poinçon 54 dont l'extrémité

cylindrique 49 est muni d'un alésage fileté intérieurement au pas de la tige filetée 50 ; l'extrémité cylindrique 49 est munie d'une collerette 74 ayant des fentes radiales 75 (figure 5) facilitant, à l'aide d'une clé appropriée, la préhension du poinçon 54 pour son vissage sur la tige filetée 50 elle-même préalablement vissée dans le support 53 ; l'extrémité cylindrique 49 se prolonge, du côté opposé à la collerette 74, selon un tronc de cône 48 lui-même prolongé selon un cylindre 47 ; lorsque le flasque 42 et le support 43 sont assemblés, comme le montre la figure 3, le tronc de cône 55 et le passage tronconique 67 définissent entre eux un canal annulaire dont la section va en s 'amenuisant vers la filière 44, les angles du tronc de cône 55 et du passage tronconique 67 ayant des valeurs relatives prévues en conséquence, en sorte que le mélange y est comprimé ; de la même façon, comme visible sur la figure 4, l'angle au sommet du tronc de cône 48 est inférieur à celui du canal tronconique 45 en sorte que la section du passage défini entre le tronc de cône 48 et le canal tronconique 45 décroit vers la sortie de la filière 44.

Bien entendu, l'espace radial ménagé entre le canal cylindrique 46 de la filière 44 et le cylindre 47 du poinçon 54 permet de définir l'épaisseur E désirée du tuyau 23, le diamètre extérieur du cylindre 47 définissant le diamètre D intérieur du tuyau 23 (figure 8) : on dispose de plusieurs jeux de filière 44 et poinçon 54 adaptés à différentes valeurs souhaitées de E et D.

Comme montré sur la figure 3, la somme des hauteurs axiales des socles 57, 58 est inférieure à la longueur axiale de l'alésage 59 du flasque 42 en sorte qu'une chambre 74 est définie ; le flasque 42 est percé de canaux radiaux 70 (figure 6) faisant communiquer ladite chambre 74 avec l'extérieur ; le flasque 42 présente des passages axiaux 52 réparties circonférentiellement, en forme d'arcs de cercle, permettant au mélange de traverser le flasque 42 depuis l'étage de compression 41-51 vers l'étage de mise en forme 43-44-54.

Le support 53, la tige filetée 50 et le poinçon 54 sont munis d'un canal central respectivement 71 , 72, 73 de faible diamètre, de l'ordre de cinq millimètres par exemple, en sorte que, lorsque la tête 40 est assemblée, un canal 71-72-73 fait communiquer la chambre 74

avec l'extérieur, à la sortie du poinçon 54 ; le rôle du canal 71-72-73 apparaîtra ci-après.

De bons résultats sont obtenus avec une tête d'extrusion 40 dans laquelle : le passage tronconique 68 a une longueur axiale de 200 mm, les diamètres des bases étant de 50 et 100 mm ; le cône 69 a une longueur de 110 mm et une base de 70 mm de diamètre ; la partie cylindrique 77, le tronc de cône 55 et l'embout 56 ont des longueurs respectivement de 40 mm, 100 mm et 20 mm, tandis que les diamètres de la partie cylindrique 77 et de l'embout 56 sont respectivement de 70 et 25 mm ; le passage tronconique 67 du support 43 a une longueur de 125 mm et des bases dont les diamètres sont 110 mm et 30 mm.

Pour l'obtention d'un tube 23 où D = 16 mm et E = 2,8 mm, le poinçon 54 a une extrémité cylindrique 49, un tronc de cône 48 et un cylindre 47 dont la longueur axiale est respectivement de 20 mm, 25 mm, 60 mm, les bases du tronc de cône 48 ayant un diamètre de 20 mm et 16 mm ; le canal tronconique 45 de la filière 44 a une hauteur axiale de 40 mm et les bases des diamètres de 45 mm et 22 mm, la longueur axiale du canal cylindrique 46 étant de 60 mm.

Pour réaliser un tuyau poreux selon l'invention, dans l'installation selon la figure 1 , on part d'un caoutchouc vulcanisé et d'un liant thermoplastique, tous deux sous forme de poudre.

Le caoutchouc vulcanisé peut être de tout type ; on préfère, pour des raisons économiques, broyer des pneumatiques usagés récupérés, en particulier leurs bandes de roulement ; la taille des particules de caoutchouc broyé est comprise entre 300 et 600 microns, mieux entre 400 et 500 microns.

Le liant thermoplastique peut être également de tout type, mais on préfère le polyéthylène, en particulier le polyéthylène linéaire basse densité, dont la densité est de l'ordre de 0,9 g/cm ³ . Le mélange réalisé contient entre 55 et 70 , en poids, de caoutchouc vulcanisé, la proportion correspondante de polyéthylène étant de 45 à 30 % ; le mélange ne contient que du caoutchouc et du liant ; en effet, le polyéthylène linéaire basse densité présente l'avantage que ses chaînes ne sont pas détruites dans les conditions de l'opération d'extrusion ; bien entendu, si un autre liant est utilisé, il est

possible, dans certains cas, d'ajouter au mélange un stabilisateur évitant la destruction des chaînes du liant thermoplastique.

Le niveau 22 de ce mélange dans la trémie 20 est régulé ; l'expérience a montré qu'une régulation du niveau 22 à une hauteur de plus ou moins 10 cm est suffisante pour ne pas perturber les conditions d'extrusion, la hauteur totale de la trémie 20 étant de l'ordre de 80 cm à 100 cm.

Sur la figure 1 , on a représenté trois caissons 32 définissant des zones de régulation de température du fût 36 ; en variante, il y a quatre caissons 32. Les températures régulées s'étendent de 90 à 150°C ; elle croit depuis la zone proche de la trémie 20 jusqu'à la zone proche de la tête 40 de l'extrudeuse ; une température supérieure de 140°C, au lieu de 150°C, a donné également de bons résultats, dans certains cas. Deux zones de régulation de température sont prévues pour la tête 40 de l'extrudeuse, ladite température étant plus faible que celles du fût 36.

La figure 9 montre en coupe, partiellement, un tuyau 23 constitué de particules 26 de caoutchouc vulcanisé recouvertes de polyéthylène et plus ou moins agglomérées, représentées à grande échelle, le tuyau 23 ayant un diamètre intérieur D et une épaisseur radiale E.

La vitesse linéaire Vj d'extrusion utilisée, exprimée en mètres à l'heure, est comprise entre 400 et 1000 ; elle est choisie en fonction de D et E désirés : par exemple, si D est de 13 mm et E de 2 mm, elle est de l'ordre de 500 mètres à l'heure, la proportion de caoutchouc dans le mélange étant de l'ordre de 65 % . La vitesse linéaire V2 d'extraction est choisie, conformément à l'invention, en tenant compte de la contraction linéaire Ct du tuyau dans le bain de refroidissement : selon cet exemple, la température du bain étant de 10°C, Ct est égal à 12 % ; V2 est choisie supérieure à 88 % de Vj soit ici égale à l l0 % de Vj ; dans ces conditions, le tuyau 23 obtenu a une porosité uniforme sur toute sa longueur.

Le résultat selon l'invention est obtenu pour toute une gamme de tuyaux ; si l'on définit celle-ci par le diamètre D et le rapport —, le diamètre D peut aller de 10 mm à 20 mm, voir au delà, et E

le rapport — peut avantageusement être compris entre 5 et 7, mais ce E rapport peut descendre jusqu'à 2 et monter jusqu'à 10.

Le passage du tuyau 23 dans le bain de refroidissement est facilité lorsque le tuyau 23 a une certaine raideur ; si ce n'est pas le cas, il est possible de souffler de l'air dans la chambre 74 par les canaux radiaux 70 ; l'air ainsi soufflé traverse le conduit 71-72-73 et pénètre à l'intérieur du tuyau 23, en sortant du poinçon 54 et en conférant au tuyau 23 une certaine tenue permet de tenir la valeur de D à la valeur désirée ; lorsque l'on ne souffle pas d'air dans la chambre 74, le conduit 71-72-73 et les canaux radiaux 70, à l'atmosphère, servent pour le dégazage.

La mise en traction du tuyau 23 pendant son élaboration, due au phénomène de contraction dans le bain de refroidissement combiné à la valeur relative des vitesses Vj et V2, nécessite une adhérence du tuyau 23 au niveau du passage 29 défini par les roues 27, 28 de l'extracteur 24 ; cette adhérence peut être obtenue par l'état de la surface extérieure du tuyau, relativement rugueuse, notamment lorsque le diamètre extérieur du tuyau est grand ; lorsque ce diamètre est insuffisant, en particulier lorsqu'il est inférieur à 20 mm, on préfère prévoir le diamètre du passage circulaire 29 légèrement inférieur au diamètre extérieur du tuyau 23 et réaliser, ainsi, un serrage du tuyau par les roues 27, 28 ; par exemple, un serrage de quelques pour-cents est suffisant, comme 3 % pour un tuyau dont le diamètre extérieur est de 17 mm. Lorsque le tuyau 23 est enterré dans un terrain et alimenté en eau pour l'irrigation de celui-ci, il est nécessaire, notamment lorsque le tuyau est de grande longueur, 200 mètres par exemple, d'assurer son remplissage en maîtrisant les pertes de charge dues à sa porosité et ce quelles que soient les dénivellations du terrain, en sorte que le débit d'eau d'irrigation soit constant tout au long du tuyau ; ceci est obtenu en alimentant le tuyau 23 sous une pression d'eau suffisante ; celle-ci est au moins égale à 5 mètres de hauteur d'eau, et peut être comprise entre 5 et 10 mètres de hauteur d'eau. Pour fixer les idées, une alimentation sous 6 mètres d'eau permet un débit d'eau d'irrigation de 2 litres par minute et par mètre de tuyau.