Système pour canaliser du liquide.
La présente invention concerne un système pour canaliser du liquide qui s'applique en particulier: mais pas exclusivement au drainage d'un sol contenant de l'eau.
Le procède de drainage le plus courant d'un sol implique l'utilisation de tronçons de tuyaux poreux qui sont posés dans le fond d'une tranchée et qui sont raccordés sans serrage les uns aux autres. La tranchée est alors remplie d'un agrégat qui sert de filtre.
Ce type de drain, a tendance à s'obstruer parce que les petites particules de terre sont à mené de migrer dans l'agrégat et d'obstruer le tuyau et le trajet traversant l'agré- gat. Dans certains cas, on a constaté que la durée de vie d'un
tel drain n'est que de 10 ans.
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noyaux à ailettes verticales encapsulés par des matières plastiques non tissées ou par d'autres matières à mailles de dimensions
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s'obstruer en raison de la migration de fines particules de terre dans la matrice de ces structures statistiques.
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de nature statistique formé dans les systèmes connus par l'agré-
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un filtre spécialement conçu pour s'adapter à la matière, qui l'entoure. On comprendra que, si au parvenait à maintenir toute
la matière entourant le tuyau dans un état statique tout en per- mettant à du fluide de la traverser pour parvenir dans le tuyau,
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exempte de toute obstruction. En variante, il est possible que le débit du liquide traversant l'agrégat environnant et le tuyau soit tel que les fines qui pourraient obstruer tant les pores de l'agrégat que le tuyau, soient entraînées au travers par le li- quide.
L'invention procure un système à utiliser pour canaliser du liquide qui comprend un conduit longitudinal
et un profilé qui, en service, amène du liquide au conduit,
et dans lequel le profilé comprend un noyau tubulaire fait
d'une matière flexible et à même d'amener du liquide au
conduit et un filtre propre à filtrer le liquide parvenant
au noyau, le noyau comprenant un intervalle hélicoïdal qui
s'étend longitudinalement et le filtre ayant un coefficient <EMI ID=6.1>
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est déterminé par les coordonnées d'un point situé dans
-une région d'un graphique comprise entre l'axe des ordonnées, <EMI ID=8.1>
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poids sur base sèche de la matière dans laquelle la matière
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dimension minimum des ouvertures dans la matière filtrante -
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cèdent a été décrit dans le brevet anglais de la Demanderesse
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Une particularité de la forme d'exécution pré-
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matière filtrante, d'un noyau tubulaire présentant un inter-
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tière filtrante étant attachés l'un à l'autre d'une madère .telle que la matière filtrante soit mise sous contrainte autour des noyaux ce qui confère au profilé une raideur et . une résistance considérables.
Suivant une autre particularité des formes d'exécution préférées de l'invention, on utilise un noyau hélicoïdal permettant de cintrer le profilé autour d'un tuyau ou- d'un conduit en réduisant au minimum la déformation de la section interne du noyau, les intervalles hélicoïdaux s'élargissant ou se rétrécissant à l'endroit du cintrage.
Une autre particularité encore des formes d'exécution préférées est qu'on peut facilement modifier les caractéristiques de la structure en modifiant les dimensions du. noyau tubulaire utilisé..
Pour mieux faire comprendre l'invention, on en
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avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
la Fig. l(a) est une vue en perspective d'un conduit et d'un profilé;
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arrachée d'une partie du système indiquée en A sur la <EMI ID=18.1> la Fig. 2(a) est une vue en coupe transversale du conduit et d'une partie du profilé représenté sur la <EMI ID=19.1> la Fig. 2(b) est une vue en coupe transversale d'un conduit et d'une partie d'un profilé terminé d'une
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la Fig. 3 est un graphique illustrant des points de coordonnées traduisant la relation entre le coefficient
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la Fig. 4 est une vue de côté en partie arrachée d'un profilé:
la Fig. 5 est une vue de côté d'un noyau tubulaire;
la Fig. 6 est un diagramme spatial indiquant le débit en litres par seconde par mètre courant en regard de la
�3
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les Fig. 7(a) et 7(b) sont respectivement une vue en coupe transversale et une vue de côté d'une forme d'exécution comprenant un élément d'espacement perméable entre les noyaux tubulaires.
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en une matière plastique qui est perméable à l'eau soit entièrement -soit sur un secteur seulement et qui est placé de manière à'pouvoir s'étendre vers le haut en service; le tuyau servant de .conduit. Autour du tuyau 1 est appliqué un profilé qui est constitué de plusieurs noyaux tubulaires 3 disposés entre deux
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Chacun des noyaux tubulaires 3 présente un inter-
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est à même de pénétrer dans les noyaux tubulaires 3 et de descendre le lorlg du profilé et à travers la partie du tuyau 1 . perméable à l'eau à l'intérieur de ce tuyau. Les deux feuilles de matière à mailles 5 sont cousues l'une à <EMI ID=27.1>
en plusieurs endroits espacés, , soit sur toute la longueur du profilé, comme indiqué en 6. Bien entendu, les deux feuilles de matière filtrante peuvent être attachées l'une à l'autre par d'autres moyens, par exemple par des agrafes ou des rivets, ou bien les- coutures peuvent être disposées selon d'autres motifs. On comprendra aussi que plusieurs longueurs de profilé peuvent être disposées autour d'une seule longueur de conduit et que les longueurs de profilé peuvent être espacées ou peuvent être abcutées le long du tube ou du. conduit 1. Les extrémités des noyaux 3 des profilés sont bien entendu fermées par un ruban 9 ou
par d'autres moyens de fermeture appropriés.
La Fig. 2(b) illustre une variante de la ter-
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profilé autour du tuyau 1 d'une manière telle qu'il y ait chevauchement. La partie chevauchante est maintenue, par
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On peut facilement relier des tronçons successifs de tuyau 1 et de profilés bout à bout, par exemple en faisant en sorte qu'un tronçon du profilé chevauche la jonction entre deux longueurs de conduit ou de tuyau 1.
Fn service, on commence, en général, par creuser une tranchée étroite et on descend l'ensemble.- achevé dans
la tranchée jusqu'à une profondeur à laquelle le sol se draine librement. Il est possible, comme la structure est très souple, de la poser en faisant appel à des techniques utilisant un boulet de drainage. Lorsque des installations plus profondes sont requises, des tranchées plus profondes et plus larges peuvent être creusées et, après introduction du système de canalisation, on peut réintroduire les déblais dans la tranchée.
Les noyaux tubulaires 3' peuvent être facilement fabriqués au départ de tronçons de bande de matière thermo-
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senter un intervalle hélicoïdal adéquat 4- dans le sens de sa longueur. En variante, le noyau peut être extrudé sous la t'orme :. d-'uh tube - présentant un -sur: toute sa longueur. Il est aussi possible de fabriquer le noyau hélicoïdal en taillant une rainure tout autour d'un tube
sur toute sa longueur.
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sont faits d'un élément qui présente des perforations ou d'autres ouvertures sur toute sa longueur. Un élément tubu-
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tures peut avantageusement être fait d'un treillis en <EMI ID=34.1>
être fabriquée sous la forme d'un tube,. et l'inter-'
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s'agisse d'une fente ou d'une ouverture plus large, occupe,
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superficie totale de la surface externe de chaque noyau tubulaire 3.
Bien entendu, le tube présentant un intervalle hélicoïdal qui s'étend sur toute sa longueur peut être fait de n'importe quelle autre manière adéquate. Les feuilles de
-matière filtrante 5 peuvent être tissées sous la forme d'un tissu à partir de filaments ou de rubans ou de combinaisons de ces éléments en des matières plastiques ou en une autre matière appropriée; elles peuvent être faites d'une matière en feuille perméable, par exemple d'une matière plastique en feuille perforée présentant les caractéristiques requises ou elles peuvent être fabriquées à l'aide de techniques utilisant une matière plastique et des filaments thermoliés ou de n'importe quelle autre manière.
On comprendra qu'en service, le liquide qui est habituellement de l'eau et qui doit être extrait du sol environnant, peut s'infiltrer à travers la matière en feuille 5
et descendre dans les noyaux 3 pour pénétrer dans le tuyau ou conduit 1. Le tuyau ou conduit 1 est posé avec une certaine pente de telle sorte que le liquide soit évacué.
Il est important que les noyaux 3 offrent une capacité de transport de liquide suffisante pour assurer
que le liquide entraîne toutes les fines à même de traverser le filtre et les empêche de subsister dans le tuyau ou conduit
1. On a constaté qu'une matière filtrante particulière 5 conforme à l'invention, qui permet un débit de liquide d'au moins 400 litres par seconde sur 1 m<2> de surface de la matière fil-
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la présente invention.
La porosité de la matière filtrante 5 utilisée est déterminée sur base de la granulométrie du sol environnant à drainer. Les ouvertures dans la. matière filtrante permettent initialement aux plus fines
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Dans ces conditions, il,. subsiste contre la matière filtrante.
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que la masse de sol environnant qui reste intacte. On com- prendra que, afin de permettre cette évacuation initiale par rinçage des fines, les extrémités du tuyau ou conduit 1 restent ouvertes de telle sorte que de l'eau puisse y être chassée.
Dans le cas d'un mélange particulier de sable propre saturé et de gravier, la nappe phréatique se trouvant au
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1 litre par seconde, c'est-à-dire que la perméabilité (k) requise de la matière filtrante ? est de 10-3 par seconde. Pour la plupart des applications, ceci suffit et, pour des sables présentant une perméabilité (k) de
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une gamme de matières filtrantes à même de laisser passer
400 litres par seconde par la <2> de liquide sous une charge hydrostatique de 100 mm seulement conviendrait pour tous les débits prévisibles dans des sols normaux.
Les sols peuvent avantageusement être caractérisés par un coefficient Cb connu sous le nom de coefficient de pontage, qui est un rapport entre les dimensions minimums des ouvertures à travers lesquelles passent des pourcentages prédéterminés des particules du sol entourant un système de canalisa-
<EMI ID=45.1> <EMI ID=46.1> . matière filtrante est une matière à mailles tissée, et de la dimension D50 des particules en dessous de laquelle tombent 50%
(en poids sur base sèche) des particules du sol environnant.
L'ouverture M des mailles est la dimension minimum de chaque ouverture de la matière filtrante 5 exprimée en les mêmes unités que celles qui ont servi à mesurer le calibre des
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ci-dessous donne les points de coordonnées selon ces coefficients qui définissent une courbe fournissant les limites maxima déterminées da manière empirique de l'ouverture des mailles pour des sols présentant des coefficients de pontage particuliers, conformément à l'invention.
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conforme aux chiffres du tableau !,.une zone est définie entre la courbe 8 et l'axe des ordonnées sur lequel sont por-
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les points de coordonnées rapportant le coefficient de pontage
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tures de mailles.
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mailles peut atteindre 5 unités car la valeur maximum du
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est -de 5, il ressort de la courbe que la valeur maximum
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,)
Il ressort des chiffres indiqués. plus haut que
le débit de liquide est limité davantage par la porosité
du sol environnant que par la porosité de la matière filtrante car le débit au m2 à travers le sel est habituelle-
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par seconde par m<2> de surface interfaciale entre le sol et la matière filtrante,. tandis que la perméabilité de. la ma-
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m<2>.
Une partie d'un élément profilé est représentée
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fabriqués à partir de tubes en polypropylène ou en d'autres matières présentant des propriétés mécaniques et chimiques 'semblables qui. sont fabriques en hélice pour fermer les Intervalles dans le sens de leur longueur. La matière filtrante 5 est une matière plastiqua tissée et les feuilles
de la matière 5 de part et d'autre des noyaux 3 sont cousues les unes aux autres, comme indiqué an 6. Il est à noter que
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Dans des formes d'exécution préférées, la dimen- sion x est comprise entre 2 et 8 mm. Des agencements dans lesquels les noyaux sont espacés d'un écart x allant jusqu'à
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le noyau tubulaire est indiquée par la lettre !... La lar- geur de la bande de polypropylène formant le noyau 3 est
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est indiqué par ç et l'épaisseur de paroi du noyau tubulaire 3 est indiqué par d. On a constaté que les noyaux tubulai- res présentant des dimensions comprises dans les gammes indiquées dans le tableau II ci-dessous conviennent pour les débits d'eau exigés dans les systèmes de canalisation confor-
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TABLEAU II
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Les noyaux tubulaires 3 remplissent un certain nombre de fonctions. Ils supportent la m'atière filtrante 5 et fournissent un trajet suivant lequel l'eau peut s'écouler vers le tuyau ou conduit 1. La largeur _b détermine l'angle de l'intervalle hélicoïdal prévu dans le noyau
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noyau 3 est, par conséquent, plus élevée du fait que les contraintes circonférentielles perpendiculaires à l'axe longitudinal de la structure ne sont que légèrement différentes de celles exercées dans le sens de cet axe longitudinal. Par ailleurs, la dimension de l'intervalle hélicoïdal est critique du point de vue de la quantité d'eau pouvant
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laire. En utilisant une matière relativement mince pour former le noyau hélicoïdal, on obtient donc une résistance adéquate pour empêcher tout écrasement sur place.
En attachant les deux feuilles de matière filtrante 5 l'une à l'autre, par exemple par piqûre ou agrafage, on permet aux feuilles de matière filtrante de soutenir davantage chaque noyau tubulaire 3 dans le profilé.
En variante, les tubes hélicoïdaux peuvent être assemblés indépendamment du tissu filtrant entre deux couches de tissu à larges mailles comportant des filaments qui présentent de faibles caractéristiques d'allongement, c'està-dire qui ne peuvent être étirés que-légèrement, par exemple des fibres de verre, sur lesquelles les tissus filtrants sont posés et attachés.
Il convient de noter que la dimension x de l'espace
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un effet direct sur la capacité d'écoulement par m<2> du profilé.
Les capacités d'écoulement des noyaux tubulaires 3 doivent aussi permettre la collecte de l'eau -qui s'écoule de la surface du sol dans des conditions d'inondation dans lesquelles il est nécessaire qu'un volume d'eau élevé puisse s'écouler librement par le profilé dans le tayau ou conduit 1. Cette capacité d'écoulement libre par rapport à la pression du sol est illustrée sur la Fig. 6 et, suivant une particularité de l'invention, ces capacités d'écoulement tombent dans le domaine limité par les courbes supérieure et inférieure 10 et 11 de la Fig. 6.
Suivant une particularité d'une forme d'exécution préférée de l'invention, ce noyau tubulaire 3 conserve sa capacité de transport de liquide même lorsqu'il est plié autour de la circonférence du tuyau au conduit 1. Cette caractéristique ne se retrouve pas dans des noyaux en treillis métallique cylindrique ou en treillis extrudé en matière plastique.qui ^'écrasent ou se coudent lorsqu'on les plie. Cependant, un noyau fait d'un treillis métallique cylindrique ou d'une autre matière à mailles par exemple d'une matière plastique extrudée, convient également, si, suivant l'invention, il est pourvu d'un intervalle hélicoi'dal, par exemple sous la forme d'une fente, s'étendant sur sa longueur, cette intervalle occupant, avec les mailles ou d'au-
<EMI ID=73.1> noyau tubulaire.
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d'espacement perméable à l'eau 7 placé entre les éléments tubulaires 3 et les deux feuilles de matière filtrante Les éléments d'espacement 7 et les feuilles de matière filtrante 5 sont attachées l'une à l'autre par tout moyen adéquat, par exemple par piqûre, agrafage ou soudage. Les éléments d'espacement 7 qui permettent à l'eau de pénétrer
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qui, dans une forme d'exécution, est de 2 mm. Le but des éléments d'espacement 7 est d'assurer qu'une quantité : d'eau maximum soit amenée aux noyaux tubulaires 3 lorsque l'ensemble est placé contre une construction située en dessous de la surface du sol, par exemple une culée de
pont ou une paroi de retenue.
Au moment de l'installation, l'ensemble formé du noyau 3 et de la matière filtrante ? est enroulé autour d'un tuyau ou conduit 1 perforé ou fendu et est fixé en place au moyen d'organes de fixation en matière plastique ou en une autre matière ou d'agrafes à enfoncer au travers. Le bord du profilé est fermé à l'aide d'un ruban comme indiqué en 9 sur la Fig. 1 ou au moyen d'un dépôt d-une matière plastique de remplissage, par exemple d'une mousse d'uréthanne, ou par un autre moyen de fermeture.
Dans une autre forme d'exécution, les organes d'espacement perméables à l'eau 7 sont supprimés et les noyaux tubulaires 3 sont placés entre les deux couches de matière filtrante 5 [cent] des intervalles horizontaux de � à
8 mm. Comme mentionné plus haut, les noyaux tubulaires 3 sont retenus en place par piquage, soudage, agrafages rivetaga ou par d'autres moyens mécaniques ou chimiques, par exemple par collage. On comprendra que les formes d'exé- <EMI ID=76.1> sur chaque côté du profilé sont à même d'évacuer de
l'eau de chaque côté.
'! Dans une autre forme d'exécution dans laquelle il n'y a pas d'organe d'espacement une feuille qui est imperméable à l'eau, par exemple une pellicule de poly- éthylène ou un tissu tissé revêtu d'uréthanne,est incorporée
à un côté du. profile en lieu et place d'une des feuilles de matière filtrante ?, pour former une barrière arrêtant les liquides souterrains. Comme mentionné plus haut, dans une
autre forme d'exécution, les noyaux tubulaires 3 sont assem-
blés indépendamment des feuilles de matière filtrante 5 et les feuilles de matière filtrante 5 , sont posées sur les
noyaux tubulaires au cours d'une opération ultérieure. Dans
cette forme d'exécution particulière. les noyaux tubulaires
3 sont placés entre des feuilles de matière filtrante 5 faites
d'un treillis en fibres de verre comportant des ouvertures
de dimensions relativement grandes (5 à 10 mm) et dans les espa-
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manière décrite à propos de la Fig. 1 en 6. Cet agencement est alors assemblé entre deux couches de.matière filtrante 5 présentant ;
les caractéristiques décrites plus haut avec référence à la Fig. 3 et les couches 5 sont attachées à l'ensemble du treillis en fibres de verre et des noyaux tubulaires par des piqûres.
En variante une des couches de matière filtrante 5 peut
être remplacée par une feuille imperméable..Dans encore
une autre forme d'exécution, les noyaux tubulaires 3 sont maintenus dans leurs positions relatives par des mèches de
fibres de verre statistiques..et par de l'adhésif et cette structure est alors disposée entre deux couches de matière filtrante 5' ou entre une couche de matière filtrante 5 et
une couche de feuille imperméable et l'ensemble est maintenu assemblé par piquage, agrafage, soudage ou par d'autres moyens de fixation.
Bien que l'invention ait été décrite à titre d'exemple , avec référence à des formes d'exécution particulières, on comprendra que de nrmbreuses variantes sont possibles sans sortir de son cadre.
Pour des applications particulières, une des deux couches filtrantes ? pourrait être remplacée par une couche imperméable, par exemple une feuille de matière plastique. Dans un procédé d'assemblage de l'élément de canalisation, les noyaux tabulaires, qui peuvent être ou non. de section circulaire, sont tout d'abord placés entre des feuilles de treillis de fibres de verre qui sont ultérieurement recouvertes des couches de matière filtrante. Il est aussi possible de retenir les noyaux tubulaires dans leur orientation correcte par des moyens autres que les piqûres 6. Par exemple, des mèches de fibres de verre statistiques imprégnées d'un adhésif peuvent être placées entre les noyaux 3 avant la mise en place des couches filtrantes 5 autour des noyaux 3.
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l.- Système a utiliser pour canaliser du liquide, qui
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amène du liquide au conduit, caractérise en ce que le profilé comprend un noyau tubulaire fait d'une matière flexible et à
même d'amener du liquide au conduit et un filtre propre à fil- trer le liquide parvenant au noyau, le noyau présentant un in-
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<EMI ID=81.1>
<EMI ID=82.1>
ronnante qui est déterminé par les coordonnées d'un point qui se situe dans une région d'un graphique comprise entre l'axe <EMI ID=83.1> en ordonnées, et une ligne définie par les points de coordon-
<EMI ID=84.1>
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tures exprimées en unités données, à travers lesquelles des par-
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base sèche de la matière dans laquelle la matière filtrante
<EMI ID=87.1>
des ouvertures dans la matière filtrante exprimée en ces mêmes unités données.
2. - Système de canalisation de liquide suivant la