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EP0500449B1 - Corps allongé isolé au moyen d'une enveloppe isolante - Google Patents

Corps allongé isolé au moyen d'une enveloppe isolante Download PDF

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Publication number
EP0500449B1
EP0500449B1 EP92400424A EP92400424A EP0500449B1 EP 0500449 B1 EP0500449 B1 EP 0500449B1 EP 92400424 A EP92400424 A EP 92400424A EP 92400424 A EP92400424 A EP 92400424A EP 0500449 B1 EP0500449 B1 EP 0500449B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
varnish
body according
tape
width
covering
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP92400424A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0500449A1 (fr
Inventor
Jean-Pierre Ferlier
Michel C/O Filotex Marechal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Filotex SA
Original Assignee
Filotex SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Filotex SA filed Critical Filotex SA
Publication of EP0500449A1 publication Critical patent/EP0500449A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0500449B1 publication Critical patent/EP0500449B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/16—Insulating conductors or cables by passing through or dipping in a liquid bath; by spraying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/08—Insulating conductors or cables by winding
    • H01B13/0891—After-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H01B7/0241—Disposition of insulation comprising one or more helical wrapped layers of insulation
    • H01B7/025—Disposition of insulation comprising one or more helical wrapped layers of insulation comprising in addition one or more other layers of non-helical wrapped insulation

Definitions

  • the present invention relates to an elongated body insulated by means of an envelope made of an insulating material.
  • An elongated body is any body of great length in front of its diameter.
  • elongated bodies are qualified as electrical conductors or cables of all kinds, hollow profile bars, tubes, pipes, or more generally pipelines.
  • the present invention relates in particular to the insulation of cables or electrical conductors. We will focus in the following on the case of electrical conductors.
  • Patent application FR-2 119 939 reports an electrical conductor insulated by means of a taping with a covering rate at least equal to 50% of a tape made of a synthetic material. This tape is then covered with a varnish of a dried and hardened synthetic material.
  • the preferential recovery rates indicated in this document lead in practice to making so-called “overlapping" or “ribbed” tapes. The presence of these overlaps results in an irregularity in the radial thickness of the conductor; therefore, a smooth exterior surface cannot be obtained.
  • the object of the present invention is therefore to mark out an elongated body with tape insulation having a smooth external appearance.
  • the present invention proposes for this purpose an elongated body insulated by means of an insulating envelope, said envelope consisting of a tape of synthetic material tape around said body, and covered with a layer of varnish of a synthetic material, characterized in that the tape is such that there is a groove between the free edge of any part of the coil not covered by the following turns and the surface not covered with the previous turn, the width of said groove being substantially between 0 and 5% of the width of said strip, and strictly greater than zero.
  • the grooves have a width substantially equal to 1% of that of the ribbon. This value allows the varnish to hang well in the grooves before coating the ribbon.
  • the layer of varnish can be deposited by soaking in a bath containing the varnish, then undergoing a heat treatment, such as sintering, intended to remove the volatile substances contained in the varnish and to cook the latter.
  • the varnish contains suitable surfactants allowing it, before heat treatment, to hang on the surface which it covers.
  • the varnish layer can also be deposited by an electrostatic process or by a fluidized bed process.
  • the invention can be applied for example to the external insulation of electric cables, electric conductors, tubes, pipes, or conduits.
  • the electric cables, electric conductors, tubes, pipes, conduits or bars of hollow profiles thus obtained have a smooth external surface and a concentricity greater than 90%.
  • the conductor 7 thus obtained is coated with varnish in a varnishing oven 8 (see FIG. 3).
  • the varnishing is carried out in three passes P1, P2 and P3.
  • the conductor 7 is dipped in a coating tank 9 containing an aqueous dispersion (or varnish) of polytetrafluoroethylene (PTFE) to which surfactants have been added.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • These surfactants are adapted to the PTFE varnish so that, when the conductor 7 is removed from the tank 9, the still liquid varnish fills the grooves 4 and coats the conductor 7 while hanging on the surface of the conductor and does not "sinks" not as would happen if the width of the joints was not adapted and if the surface tension created by the surfactants was not optimized.
  • the conductor 7 coated with the PTFE varnish undergoes, in a vertical baking tower 10, a heat treatment (or sintering) intended to remove the solvents and to bake the varnish.
  • the final wiring wire obtained therefore has a layer upper varnish 11 coating the tape and inserted into the grooves 4.
  • This layer of varnish has a thickness of between 27 and 36 ⁇ .
  • the wiring wire has, thanks to the coating of varnish and the presence of thin gaps, a smooth exterior appearance offering no point of attack for mechanical forces which could give rise to tearing or tearing of the insulating jacket, and a good characteristic concentricity of the bands, that is to say greater than 90%.
  • the wiring wires according to the invention also have gaps of reduced width allowing the varnish not to slip on the tape and to fill the grooves formed before coating. the ribbon to form a smooth envelope.
  • the manufacture of the wiring wires according to the invention does not involve any complex modification of conventional technologies.
  • a conventional tape tray is used by simply adapting the tape pitch to the desired covering coefficient, and the varnishing is also carried out according to a conventional technique.
  • the product obtained is of better quality, and has electrical, chemical and operating voltage characteristics identical to those of the cabling wires with tape or extruded insulation of the prior art.
  • the external insulation obtained is capable of withstanding electrical and mechanical stresses.
  • the width of the gap is not necessarily equal to 1% of the width of the ribbon, and it can preferably take any value between 0 and 5% and always strictly greater than 0.
  • the varnish may slip on the tape without filling the gaps, even in the presence of tension-active agents. It would then be more difficult to obtain a smooth insulating envelope.
  • PTFE tape with a varnish in aqueous solution of ethylene fluorinated propylene copolymer (FEP) or a polyimide tape (like the "KAPTON” registered trademark) with a polyurethane varnish or polyimide, or finally a polyester tape with a nylon or polyester varnish.
  • FEP ethylene fluorinated propylene copolymer
  • polyimide tape like the "KAPTON” registered trademark
  • the invention can be applied to a structure other than that of the wiring wire, such as for example a coaxial cable, the outer insulating envelope of which consists of a composite tape of polyimide and PTFE and a varnish. PTFE or FEP. Obviously all the pairs of materials mentioned above can also be used to produce the outer envelope of a coaxial cable.
  • the invention makes it possible to produce an insulating envelope having all the necessary qualities.
  • the invention can be applied to the insulation of any elongated body and in particular to that of cables of all types, including fiber optic cables, electrical conductors of all kinds and possibly pipes, tubes. or pipes whose operating environment implies an insulating protection having the qualities of that produced according to the invention.
  • the invention can also be applied to the manufacture of hollow profile bars. For this, it suffices to provide the insulation on a support or support body which is removed after manufacture of the formed profile bar.
  • the thickness of the ribbon can be between 50 and 200 ⁇ and its width between 7 and 12 mm.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
  • Decoration Of Textiles (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un corps allongé isolé au moyen d'une enveloppe en un matériau isolant.
  • On appelle corps allongé tout corps de longueur grande devant son diamètre. On qualifie par exemple de corps allongés les conducteurs électriques ou câbles de toutes sortes, les barres de profilés creux, les tubes, tuyaux, ou plus généralement les canalisations.
  • La présente invention concerne en particulier l'isolation de câbles ou de conducteurs électriques. On s'intéressera dans toute la suite au cas des conducteurs électriques.
  • La demande de brevet FR-2 119 939 fait état d'un conducteur électrique isolé au moyen d'un rubanage à taux de recouvrement au moins égal à 50 % d'un ruban en un matériau synthétique. Ce ruban est ensuite recouvert d'un vernis en un matériau synthétique séché et durci. Les taux de recouvrement préférentiels indiqués dans ce document conduisent en pratique à réaliser des rubanages dits " à chevauchements" ou "à côtes". La présence de ces chevauchements entraîne une irrégularité de l'épaisseur radiale du conducteur; on ne peut donc pas obtenir une surface extérieure lisse.
  • Ces chevauchements forment en outre des arêtes saillantes qui constituent des points d'agression pour des forces mécaniques extérieures. Ceci peut entraîner un arrachement de l'isolant au niveau des zones de chevauchement, qui expose le conducteur à d'éventuelles températures élevées, à l'influence de l'humidité ou à des milieux chimiquement agressifs.
  • Les mêmes problèmes que ceux mentionnés précédemment se posent lorsqu'il s'agit d'isoler un corps allongé quelconque.
  • Le but de la présente invention est donc de baliser un corps allongé à isolation rubanée ayant un aspect extérieur lisse.
  • La présente invention propose à cet effet un corps allongé isolé au moyen d'une enveloppe isolante, ladite enveloppe étant constituée d'un ruban en un matériau synthétique rubané autour dudit corps, et recouvert d'une couche de vernis en un matériau synthétique, caractérisé en ce que le rubanage est tel qu'il existe une rainure entre le bord libre de toute partie de spire non recouverte par les spires suivantes et la surface non recouverte de la spire précédente, la largeur de ladite rainure étant comprise sensiblement entre 0 et 5 % de la largeur dudit ruban, et strictement supérieure à zéro.
  • Avantageusement les rainures ont une largeur sensiblement égale à 1 % de celle du ruban. Cette valeur permet au vernis de bien accrocher dans les rainures avant de venir enrober le ruban.
  • La couche de vernis peut être déposée par trempé dans un bain contenant le vernis, puis subir un traitaient thermique, tel qu'un frittage, destiné à éliminer les substances volatiles contenues dans le vernis et à cuire ce dernier.
  • Selon une caractéristique supplémentaire le vernis contient des agents tensio-actifs adapatés lui permettant, avant traitement thermique, d'accrocher à la surface qu'il recouvre.
  • La couche de vernis peut également être déposée par un procédé électrostatique ou par un procédé de lit fluidisé.
  • L'invention peut être appliquée par exemple à l'isolation extérieure de câbles électriques, de conducteurs électriques, de tubes, de tuyaux, ou de canalisations.
  • Elle peut également être appliquée à la fabrication de barres de profilés creux, le corps allongé étant alors un corps de support que l'on retire une fois le traitement thermique terminé.
  • Les câbles électriques, conducteurs électriques, tubes, tuyaux, canalisations ou barres de profilés creux ainsi obtenus présentent une surface extérieure lisse et une concentricité supérieure à 90%.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d'un conducteur électrique dont l'enveloppe isolante est conforme à l'invention, donnée à titre illustratif et nullement limitatif.
  • Dans les figures suivantes :
    • la figure 1 représente un conducteur électrique (ou fil de câblage) dont l'enveloppe isolante est conforme à l'invention,
    • la figure 2 est un grossissement d'une partie de la figure 1,
    • la figure 3 représente schématiquement un four de vernissage pour enduction du fil de câblage selon l'invention.
  • Dans les figures 1 et 2, un conducteur 1 (de diamètre égal à 1,25 mn) est recouvert d'un ruban 2 de PTFE d'épaisseur égale à 76 µ et de largeur L égale à 10 mm environ. Plus précisément, le ruban est rubané autour du conducteur 1 selon un enroulement hélicoïdal dont le pas est tel que chaque spire 3 de largeur L est recouverte sur 49% de sa largeur par la spire suivante, c'est-à-dire sur une largeur L′ =49%. L = 4,9 mm. On dit alors que le coefficient de recouvrement est de 49%. Un tel enroulement crée par conséquent des déjoints ou rainures 4 de largeur Δ = 1%. L = 0,1 mm entre le bord libre 5 de toute partie de spire non recouverte par les spires suivantes et la surface 6 non recouverte de la spire précédente.
  • Après rubanage, le conducteur 7 ainsi obtenu est revêtu de vernis dans un four de vernissage 8 (voir figure 3). Le vernissage est effectué en trois passes P₁, P₂ et P₃. A chaque passe, le conducteur 7 est trempé dans un bac d'enduction 9 contenant une dispersion aqueuse (ou vernis) de polytétrafluoroéthylène (PTFE) auquel ont été ajoutés des agents tensio-actifs. Ces agents tensio-actifs sont adaptés au vernis de PTFE de sorte que, lorsque l'on sort le conducteur 7 du bac 9, le vernis encore liquide remplit les rainures 4 et nappe le conducteur 7 tout en accrochant à la surface du conducteur et ne "coule" pas comme cela se produirait si la largeur des déjoints n'était pas adaptée et si la tension superficielle créée par les agents tensio-actifs n'était pas optimisée.
  • Puis, le conducteur 7 enduit du vernis PTFE subit, dans une tour verticale de cuisson 10, un traitement thermique (ou frittage) destiné à éliminer les solvants et à cuire le vernis.
  • Après la première passe (trempé et frittage) on procède à deux autres passes P₂ et P₃ similaires, afin d'obtenir une couche de protection correspondant à des spécifications d'épaisseur radiale et de tension de service désirées.
  • La description qui précède d'un mode d'application possible du vernis n'a bien entendu été donnée qu'à titre indicatif. L'application du vernis peut en effet être réalisée par tout procédé classique dans ce domaine; on peut ainsi effectuer une application par procédé électrostatique ou une application par lit fluidisé.
  • Le fil de câblage final obtenu possède donc une couche supérieure de vernis 11 enrobant le rubanage et insérée dans les rainures 4. Cette couche de vernis a une épaisseur comprise entre 27 et 36 µ. Le fil de câblage présente, grâce à l'enduction de vernis et à la présence de déjoints de faible largeur, un aspect extérieur lisse n'offrant aucun point d'attaque pour des forces mécaniques qui pourraient donner lieu à un arrachement ou à une déchirure de l'enveloppe isolante, et une bonne concentricité caractéristique des rubanés, c'est-à-dire supérieure à 90 %.
  • A la différence des fils de câblage de l'art antérieur, les fils de câblage selon l'invention présentent en outre des déjoints de largeur réduite permettant au vernis de ne pas glisser sur le ruban et de venir combler les rainures formées avant d'enrober le ruban afin de constituer une enveloppe lisse.
  • De surcroît, la fabrication des fils de câblage selon l'invention n'implique pas de modification complexe des technologies conventionnelles. En effet, on utilise un plateau à rubaner classique en adaptant simplement le pas de rubanage au coefficient de recouvrement désiré, et le vernissage s'effectue également selon une technique classique. Le produit obtenu est de meilleure qualité, et a des caractéristiques électriques, chimiques et de tension de service identiques à celles des fils de câblage à isolation rubanée ou extrudée de l'art antérieur. Notamment l'isolation extérieure obtenue est capable de résister aux sollicitations électriques et mécaniques.
  • Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de mise en oeuvre qui a été décrit.
  • En premier lieu, la largeur du déjoint n'est pas nécessairement égale à 1 % de la largeur du ruban, et elle peut prendre de préférence toute valeur comprise entre 0 et 5 % et toujours strictement supérieure à 0. Pour une largeur supérieure à 5 % de la largeur du ruban, le vernis risque de glisser sur le rubanage sans combler les déjoints, même en présence d'agents tension-actifs. Il serait alors plus difficile d'obtenir une enveloppe isolante lisse.
  • Par ailleurs, on a décrit un fil de câblage dont le ruban et le vernis sont constitués à base du même matériau, mais il est possible de choisir le ruban et le vernis en matériaux différents, du moment qu'ils sont compatibles entre eux et que le vernis peut adhérer sur le ruban.
  • Par exemple, on peut prendre un ruban de PTFE avec un vernis en solution aqueuse de copolymère d'éthylène et de propylène fluoré (FEP) ou encore un ruban en polyimide (comme le "KAPTON" marque déposée) avec un vernis de polyuréthane ou de polyimide, ou enfin un ruban de polyester avec un vernis de nylon ou de polyester.
  • En outre, l'invention peut être appliquée à une structure autre que celle du fil de câblage, comme par exemple a un câble coaxial dont l'enveloppe isolante extérieure est constituée d'un ruban composite de polyimide et de PTFE et d'un vernis de PTFE ou de FEP. Bien évidemment tous les couples de matériaux mentionnés précédemment sont également utilisables pour réaliser l'enveloppe extérieure d'un câble coaxial.
  • Pour des câbles de section non circulaire (rectangulaire ou polygonale par exemple), où il est impossible d'obtenir par extrusion une isolation extérieure centrée, l'invention permet de réaliser une enveloppe isolante ayant toutes les qualités nécessaires.
  • Avantageusement, il est possible d'enduire le câble ou le conducteur de plus de trois couches de vernis. Ceci permet de bien combler toutes les rainures, de répondre aux performances désirées en tension de service pour le câble et de constituer une épaisseur radiale d'isolation conforme aux spécifications demandées.
  • De manière générale, l'invention peut être appliquée à l'isolation de tout corps allongé et en particulier à celle des câbles de tout type, y compris des câbles à fibres optiques, des conducteurs électriques de toutes sortes et éventuellement des tuyaux, des tubes ou des canalisations dont l'environnement de fonctionnaient implique une protection isolante ayant les qualités de celle réalisée selon l'invention.
  • L'invention peut égalaient être appliquée à la fabrication de barres de profilés creux. Il suffit pour cela de réaliser l'isolation sur un corps de support ou d'appui que l'on retire après fabrication de la barre de profilé formée.
  • Il est bien évident que les valeurs numériques données ne constituent qu'un exemple de réalisation qui ne peut en aucun cas être considéré comme limitatif. Par exemple, l'épaisseur du ruban peut être comprise entre 50 et 200 µ et sa largeur entre 7 et 12 mm.

Claims (14)

  1. Corps allongé isolé au moyen d'une enveloppe isolante, ladite enveloppe étant constituée d'un ruban (2) en un matériau synthétique rubané autour dudit corps (1), et recouvert d'une couche de vernis (11) en un matériau synthétique, caractérisé en ce que le rubanage est tel qu'il existe une rainure (4) entre le bord libre (5) de toute partie de spire (3) non recouverte par les spires suivantes et la surface (6) non recouverte de la spire précédente, la largeur de ladite rainure (4) étant comprise sensiblement entre 0 et 5 % de la largeur dudit ruban (2), et strictement supérieure à zéro.
  2. Corps selon la revendication 1 caractérisé en ce que la largeur de ladite rainure (4) est sensiblement égale à 1 % de celle dudit ruban (2).
  3. Corps selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit ruban (2) est en PTFE et en ce que ledit vernis est à base de PTFE.
  4. Corps selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit ruban (2) est en PTFE et en ce que ledit vernis est une solution aqueuse de FEP.
  5. Corps selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit ruban (2) est en polyimide et en ce que ledit vernis est choisi parmi un vernis à base de polyuréthane et un vernis à base de polyimide.
  6. Corps selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit ruban (2) est en polyester et en ce que ledit vernis est choisi parmi un vernis de nylon et un vernis de polyester.
  7. Corps selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite couche de vernis (11) est déposée par trempé dans un bain (9) contenant ledit vernis, puis subit un traitement thermique destiné à éliminer les substances volatiles contenues dans ledit vernis et à cuire ledit vernis.
  8. Corps selon la revendication 7 caractérisé en ce que ledit vernis contient des agents tensio-actifs adaptés lui permettant, avant ledit traitement thermique, d'accrocher à la surface qu'il recouvre.
  9. Corps selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit traitement thermique est un frittage.
  10. Corps selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite couche de vernis (11) est appliquée par un procédé électrostatique.
  11. Corps selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite couche de vernis (11) est appliquée par un procédé de lit fluidisé.
  12. Corps selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un conducteur électrique isolé au moyen de ladite enveloppe et en ce qu'il présente une surface extérieure lisse et une concentricité supérieure à 90 %.
  13. Corps selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend, disposés coaxialement de l'intérieur vers l'extérieur.
    - un conducteur central,
    - une gaine intermédiaire en un matériau diélectrique,
    - un conducteur extérieur, en ce qu'il est isolé au moyen de ladite enveloppe et en ce qu'il présente une surface extérieure lisse et une concentricité supérieure à 90 %.
  14. Corps selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tube, d'un tuyau ou d'une canalisation isolés au moyen de ladite enveloppe et présentant une surface extérieure lisse et une concentricité supérieure à 90 %.
EP92400424A 1991-02-22 1992-02-18 Corps allongé isolé au moyen d'une enveloppe isolante Expired - Lifetime EP0500449B1 (fr)

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FR9102161A FR2673318A1 (fr) 1991-02-22 1991-02-22 Procede de realisation d'une enveloppe isolante autour d'un corps allonge, et produit obtenu par ce procede.
FR9102161 1991-02-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0500449A1 EP0500449A1 (fr) 1992-08-26
EP0500449B1 true EP0500449B1 (fr) 1994-12-07

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ID=9410006

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP92400424A Expired - Lifetime EP0500449B1 (fr) 1991-02-22 1992-02-18 Corps allongé isolé au moyen d'une enveloppe isolante

Country Status (6)

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US (1) US5218170A (fr)
EP (1) EP0500449B1 (fr)
JP (1) JPH0581931A (fr)
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FR (1) FR2673318A1 (fr)

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