EP2683865B1 - Procédé et dispositif de production de géotextile non tissé et géotextile ainsi produit - Google Patents

Procédé et dispositif de production de géotextile non tissé et géotextile ainsi produit Download PDF

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EP2683865B1
EP2683865B1 EP12713217.3A EP12713217A EP2683865B1 EP 2683865 B1 EP2683865 B1 EP 2683865B1 EP 12713217 A EP12713217 A EP 12713217A EP 2683865 B1 EP2683865 B1 EP 2683865B1
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geotextile
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GEOCHANVRE F
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    • Y10T442/608—Including strand or fiber material which is of specific structural definition
    • Y10T442/609—Cross-sectional configuration of strand or fiber material is specified

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for producing non-woven geotextile and a geotextile thus produced, especially based on long plant fibers mechanically bonded.
  • WO 01/66845 discloses a non-woven plant fiber without addition of binder or other fibers. This material is consolidated by hydraulic needling and can be used as a geotextile. It contains hemp.
  • a geotextile is created which has mechanical characteristics similar to, or even superior to, those of known geotextiles at a lower cost. Indeed, by eliminating the transformation of plants, upstream of the formation of the web, the complexity of the implementation is reduced. In addition, the labor required is limited and manufacturing can be highly automated.
  • said plants comprise hemp.
  • the stems, fragments of stems and plant fibers are coated with earth.
  • the earth comprises clay.
  • the means for disposing plants in a web of plant fibers comprises means for crushing and / or carding plants.
  • the means for disposing plants in a layer of plant fibers comprises a means for orienting the fibers in at least two different orientations, under the action of vibration of a support, or by crossing of supply routes.
  • the means for disposing plants in plant fiber web comprises a device for incorporating ropes or cables parallel to the longest length of the sheet intended to serve as guides.
  • ropes or cables may be of vegetable origin or other, in particular plastic or metallic.
  • the means for disposing plants in a sheet of plant fibers comprises a means of uniformizing the thickness of the sheet of plant fibers.
  • the device which is the subject of the invention comprises a means of coating the web of plant fibers with soil.
  • the means for coating the sheet of plant fibers is adapted to coat the sheet of plant fibers with clay-containing soil.
  • the method of the invention comprises a step of coating the web of plant fibers with soil.
  • the sheet of vegetable fibers is coated with clay-containing soil.
  • Plants are introduced at the inlet 140 of the device 105.
  • the means 115 of arrangement of the plants constitutes a table illustrated in figure 3 crushed plant stalks more than five millimeters in diameter, fragments of vegetable stems and raw vegetable fibers partially attached to said crushed stems.
  • the plants used comprise hemp.
  • the hemp is combined with stems of other plants to produce a nonwoven geotextile but having a shorter shelf life and faster biodegradability.
  • a geotextile is, for example, suitable for seasonal gardening.
  • the means 155 for orienting the fibers in at least two different orientations acts by vibrating a support of the sheet 125 (the orientation means 155 comprises, for example a vibrating corrugated sheet, which distributes the fibers evenly in different directions) or by crossing supply paths.
  • the compaction and lapping means 160 consists of crushing rollers.
  • the means 115 for plants in a sheet of plant fibers comprises a device for incorporating ropes or cables, parallel to the longest length of the sheet intended to serve as guides, after the means 160.
  • guides can be introduced into the thickness of the sheet 125.
  • This means 165 operates by spraying water under pressure. Specifically, several ramps of high pressure jets perforate and / or crush parts of the rods by partially defibrating. In addition, fine materials "stick” and / or adsorb the various fine elements.
  • the finished geotextile 110 is rolled or semi-rigid plates.
  • the geotextile thus produced can then be treated according to the uses.
  • the device 105 is particularly intended for the manufacture of non-woven geotextiles for use in substitution for the products used for "mulch” and, in particular, the replacement of coconut fiber fabrics or jute soaked by non-woven fabrics based on hemp.
  • a coating with earth may be provided.
  • a coating with earth containing clay in particular made of pure clay, makes it possible to form a waterproof geotextile.
  • a geotextile may form a protection against the penetration of water into a building or a drain, such as the drain illustrated in FIG. figure 5 .
  • the coating can be done by projection or impregnation or by crushing earth made loose.
  • the plants are crushed to form a sheet of crushed plant stems with a diameter greater than five millimeters, fragments of plant stems and raw vegetable fibers partially attached to said crushed stems.
  • the rods and / or the fibers are oriented in a manner, in different directions.
  • the thickness of the sheet of fibers is uniform.
  • fibers or ropes are incorporated into the fibers. parallel to the long length of the fiber web.
  • mechanical bonds are created between the fibers of the sheet, in the thickness of the sheet, by spraying water under pressure on the plant fibers or, alternatively, with a multi-stitching machine. needles (needling).
  • a nonwoven geotextile is created which has mechanical characteristics similar to, or even superior to, those of known geotextiles at a lower cost.
  • this geotextile can be coated, in particular with earth, for example based on clay.
  • the geotextile object of the present invention has a weight of 200 to 5000 g / m 2 , and preferably between 400 and 1000 g / m 2 .
  • a nonwoven geotextile 405 coated with clay 410 to form a drain here covered with stones 415.
  • the geotextile 405 provides the structure and the clay 410 provides partial or complete sealing of the drain thus formed.
  • the stones 415 retain the geotextile and avoid rapid clogging of the drain with leaves, for example.
  • the drained water thus flows around the stones on the clay layer 410 coating the geotextile 405.
  • a second layer of geotextile object of the present invention 420 is positioned above the first, to maintain the intermediate elements.
  • the upper layer serves to maintain the clay between the two layers.
  • the geotextile layer 420 is less coarse than the geotextile layer 405.

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Description

    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'oeuvre, 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), entraînant 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. WO 01/66 845 décrit un non tissé de fibres végétales sans addition de liant ni d'autres fibres. Ce matériau est consolidé par aiguilletage hydraulique et peut servir de géotextile. Il contient du chanvre.
    • 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 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'oeuvre 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 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.
    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 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.
  • 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 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.

Claims (15)

  1. Géotextile (405) non tissé, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - des tiges (305) de végétaux écrasées d'un diamètre supérieur à cinq millimètres,
    - des fragments de tiges végétales (310) et
    - des fibres végétales (315) partiellement attachées aux dites tiges écrasées, les tiges et fragments de tiges étant entrelacés par des liaisons mécaniques produites par projection d'eau.
  2. Géotextile (405) selon la revendication 1, dans lequel lesdits végétaux comportent du chanvre.
  3. Géotextile (405) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les tiges, fragments de tiges et fibres végétales sont enduites de terre (410).
  4. Géotextile (405) selon la revendication 3, dans lequel la terre (410) comporte de l'argile.
  5. Dispositif de production d'un géotextile non tissé, caractérisé en ce qu'il comporte
    - un moyen (115) de disposition de végétaux en une nappe (125) de tiges (305) de végétaux écrasées d'un diamètre supérieure à cinq millimètres, des fragments de tiges végétales (310) et de fibres végétales (315) partiellement attachées aux dites tiges écrasées et
    - un moyen (165) 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.
  6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel lesdits végétaux comportent du chanvre.
  7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel le moyen (115) de disposition de végétaux en une nappe de fibres végétales comporte un moyen d'écrasement et/ou de cardage des végétaux.
  8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel le moyen (115) 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 chemins d'approvisionnement.
  9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, dans lequel le moyen (115) 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.
  10. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, qui comporte un moyen d'enduction (170) de la nappe de fibres végétales avec de la terre (410).
  11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le moyen d'enduction (170) de la nappe de fibres végétales est adapté à enduire la nappe de fibres végétales avec de la terre (410) comportant de l'argile.
  12. Procédé de production d'un géotextile non tissé, caractérisé en ce qu'il comporte
    - une étape (205 à 235) de disposition de végétaux en une nappe (125) de tiges (305) de végétaux écrasées d'un diamètre supérieure à cinq millimètres, des fragments de tiges végétales (310) et de fibres végétales (315) partiellement attachées aux dites tiges écrasées et
    - une étape (240) 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.
  13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel lesdits végétaux comportent du chanvre.
  14. Procédé selon l'une des revendications 12 ou 13, qui comporte une étape (245) d'enduction de la nappe de fibres végétales avec de la terre (410).
  15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel, au cours de l'étape d'enduction de la nappe de fibres végétales, on enduit la nappe de fibres végétales avec de la terre (410) comportant de l'argile.
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