EP0616564B1

EP0616564B1 - Procede de micro-nettoyage d'un support et installation pour sa mise en oeuvre

Info

Publication number: EP0616564B1
Application number: EP93902324A
Authority: EP
Inventors: Christian Diat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2012-12-11
Also published as: WO1993011908A1; CZ142394A3; DE69213959T2; NO301366B1; FI942741L; CA2125187C; GR3021463T3; US5558562A; AU668128B2; NO942164D0; JP3372543B2; ES2094523T3; FI942741A0; BR9206919A; DE69213959D1; JPH07501754A; CA2125187A1; FI101521B1; FI101521B; NO942164L

Description

La présente invention concerne un procédé et une installation de micro-nettoyage à sec, par projection de poudres abrasives de très fine granulométrie, procédé et installation permettant de concilier une grande vitesse de nettoyage avec une finesse de décapage exceptionnelle.
Les possibilités d'application du procédé de l'invention sont nombreuses et trouvent leurs applications principales dans les cas où il est nécessaire de décaper rapidement avec une finesse absolue des salissures et encrassements divers sur des supports de valeur, sur des supports délicats ou sur des supports fragiles.
Le procédé trouve ainsi son application principale pour le décapage des polluants et pollution venant se coller et adhérer à la surface des façades des monuments et des immeubles.
Le monde industriel libère dans l'atmosphère de très nombreux polluants chimiques ; ces nouveaux polluants viennent se coller sur les surfaces des façades des monuments et des immeubles, dont ils finissent par dénaturer l'aspect en rendant celles-ci progressivement noires et sales.
De plus, cette pollution encrassant les pierres de façade, entraîne dans de très nombreux cas une accélération plus ou moins rapide des processus d'altération des pierres mises en oeuvre.
En effet, sous l'action de la pollution, les pierres de façades de beaucoup de monuments se fragilisent en surface et ceci de façon très variable et très hétérogène. La couche de pollution devenant de plus en plus pelliculaire, masse de plus en plus les zones fragilisées rendant alors très fin et très délicat le travail de décapage de ces surfaces de bâtiments en pierre.
Si depuis toujours les pierres de façade ont été lavées à l'eau, aujourd'hui beaucoup de scientifiques travaillant sur les problèmes d'altération des pierres de façade, soulignent le fait que le nettoyage des nouvelles pollutions par lavages, permet aux polluants de pénétrer soit par capillarité, soit par des joints plus ou moins défectueux, soit par des points de surface déjà fragilisés, et de ce fait participe à l'accélération des processus d'altération. L'eau, qui intervient ici en tant qu'agent de réaction chimique et en tant que véhicule des sels nocifs, convient de moins en moins au nettoyage des pollutions collées sur les surfaces des façades en pierre de taille, surtout si celles-ci sont en plus fragilisées (desquamation, alvéolisation, etc ...).
Malheureusement, les architectes responsables de l'entretien et de la sauvegarde des façades des monuments, hésitent quand même par rapport aux inconvénients des techniques de lavages à l'eau, à donner la préférence au nettoyage par projection de particules abrasives même fines, à cause du risque plus ou moins important d'abrasion de la couche de surface des pierres décapées.
En effet, la couche de surface des pierres de taille mises en oeuvre, s'est couverte avec le temps d'une fine couche de cristallisation plus dure que l'intérieur de la pierre, qui a pour effet de protéger la pierre des agressions extérieures de toutes sortes. Cette fine couche de protection qui varie de 2 à 5 millimètres est appelée calcin ou sulfin en atmosphère urbaine. Pour la protection de la pierre, il est donc indispensable d'éviter d'abraser cette fine couche de cristallisation, d'autant que cette fine pellicule se fragilise de plus en plus sous l'action de la pollution. Cette pollution noirâtre masque en plus les zones altérées et en cours d'altération, rendant ainsi difficile la visibilité de ces zones fragiles.
De ce fait, le nettoyage de la pollution incrustée et collée sur les surfaces en pierre de taille, représente un travail qui devient de plus en plus délicat, méticuleux, et minutieux, et les techniques actuelles de projection d'abrasifs à sec présentent un risque plus ou moins important d'abrasion et d'attaque de matière suivant l'état, la dureté et l'homogénéité de dureté de la couche de surface.
A la base des projections d'abrasifs, le sablage est une technique très grossière et très poussiéreuse, qui utilise un jet quelconque de sable plus ou moins gros, jet fixe unitaire et unidirectionnel qui est déplacé manuellement par une main-d'oeuvre plus ou moins minutieuse et méticuleuse.
Le principe du sablage consiste donc à projeter à sec sous pression d'air élevée (7 à 8 x 10⁵ Pa en moyenne) des abrasifs ou sables plus ou moins gros ou plus ou moins fins, au travers d'une buse de sablage de 6 ou 8 millimètres de section, buse de sablage qui est actionnée manuellement par un sableur.
Si l'action nettoyante de décapage obtenu par le décapage se révèle très efficace et très rapide, outre l'abondante poussière très désagréable occasionnée, les supports et principalement les moulures et les sculptures sont littéralement abrasées, ce qui fait que la totalité des architectes, entreprises, etc... se sont vus contraints de ne plus utiliser cette méthode de décapage, certes rapide et économique, mais beaucoup trop abrasive, et causant trop de nuisances (poussières), de sorte que les techniques de lavages et de décapage à l'eau ont été préférées.
Devant ces inconvénients, notamment d'abrasion, diverses solutions ont été apportées, consistant principalement à remplacer les sables de volume trop important, par des sables beaucoup plus fins, sables souvent inférieurs à 200 micromètres.
Parallèlement à ce progrès, les architectes responsables de l'entretien et de la conservation des monuments anciens exigent un travail de décapage plus fin, surtout de la part des applicateurs.
En effet, les applicateurs ou sableurs, ont beaucoup de mal, vu les nécessités de rendement et la dureté physique de la tâche, à réaliser un travail régulier, dosé, soigné, et ce pendant de nombreuses heures consécutives. La rentabilité de beaucoup d'entreprises oblige les sableurs à travailler à de trop fortes pressions (6, 7, 8 voire 10 ou même 12 x 10⁵ Pa de pression), d'utiliser des jets dits de décapage (buse de sablage de 6, 8 millimètres et même plus) et de projeter des volumes d'air très importants, allant parfois jusqu'à 12 000 litres d'air par minute, ce qui provoque même avec des particules abrasives très fines, une attaque abrasive considérable, qui malmène toutes les zones de surfaces délicates ( sculptures, joints, calcin de dureté hétérogène, etc..), sans parler de l'ensemble de la façade, qui peut être littéralement abrasée, même si les pierres sont dures, ni de la poussière considérable émise, qui nécessite de bâcher l'espace de travail de façon compliquée et donc coûteuse.
Ainsi, l'absence d'application imposée par le rendement et la dureté physique de la tâche augmente de façon plus ou moins importante, le risque et l'effet d'abrasion des supports nettoyés. De plus, ces jets dits de rendement, rendent impossible, vu le risque considérable d'abrasion, le nettoyage de supports architecturaux de valeur.
A l'opposé, certains restaurateurs et certains sculpteurs, afin d'éviter complètement le risque d'attaque abrasive inconcevable sur des supports architecturaux de valeur et de garantir un travail sans altération d'abrasion des supports décapés, en sont arrivés à des excès inverses, excès qui consistent à ne plus projeter qu'un tout petit débit d'air ( quelques dizaines de litres par minute ), à des pressions infiniment faibles ( quelques centaines de grammes ), au travers d'une buse la plus fine possible ( véritable stylo de projection ), avec le minimum possible de poudre et en utilisant de la poudre la plus fine possible, poudre ne dépassant souvent pas 10 micromètres.
Le petit filet d'air ainsi obtenu est manié comme un stylo par le restaurateur qui suit avec une patience infinie, millimètre par millimètre, à 2 ou 3 centimètres de distance de travail, les reliefs de la petite zone qu'il est en train de décaper.
Cette technique de micro-sablage, utilisée par une main d'oeuvre nécessairement très patiente, permet de garantir un travail de décapage sans risque véritable d'abrasion, mais la très grande lenteur de ce procédé rend complètement prohibitif son utilisation et son application sur des surfaces complètes de bâtiments.
Si le jet d'abrasif a pour particularité principale d'être grossièrement décapant et de provoquer une poussière considérable, gênant même la visibilité du travail, ce jet de sablage est très décapant principalement au niveau de son centre d'impact, et de ce fait, on comprend qu'en voulant abaisser au maximum, comme le fait le micro-sablage tous les paramètres de projection ( débit d'air, pression de projection, granulométrie d'abrasifs, section de buse ) ,ce centre d'impact sera mathématiquement de moins en moins décapant et abrasif, et que la diminution maximale de tous les paramètres de débit d'air et de débit d'abrasif rendra un travail plus aisé, en limitant au maximum l'émission de poussières.
Mais cette absence de caractéristiques abrasives et de poussières, se fait au détriment d'une vitesse de nettoyage et de caractéristiques incisives nécessaires à un bon nettoyage. En effet, ce mini-jet dépourvu de ces caractéristiques incisives ne permet plus de nettoyer certains types d'encrassement et de salissures, et peut de ce fait même devenir abrasif par effet inverse, du fait que l'on est obligé de trop insister sur des zones qui ne se nettoient plus, vu l'absence de caractéristiques incisives naturelles de ce mini jet.
Au cours de travaux de recherche antérieurs, qui font notamment l'objet des publications de brevets FR-B-2 640 529, FR-B-2 643 626, FR-B-2 643 673 et EP-B-0 384 873 déposés par le demandeur, celui-ci s'est rendu compte qu'en projetant un mélange air-poudre contre le support à nettoyer au moyen de plusieurs buses tournantes, on obtenait généralement un bon résultat.
Selon EP-B-0 384 873, une granulométrie indiquée pour la poudre est de l'ordre de 100 à 200 micromètres, et le nombre de buses est de deux.
Une technique similaire est également décrite dans le document postérieur DE-U-90 15670 qui utilise quatre buses, mais ne dit rien sur la granulométrie des particules abrasives, en l'occurence le sable.
Aucun des documents antérieurs ne donne d'indication relative à la section de passage du mélange air-poudre à travers les buses.
Or, les nombreux essais réalisés par le demandeur ont montré que cette technique était encore perfectible sur les plans de l'efficacité et du rendement, notamment pour traiter certaines pollutions et certains supports.
Pour cela, il a, dans un premier temps, songé à augmenter la section de passage des buses et, corrélativement, le débit du mélange air-poudre. Cette mesure n'a pas donnée satisfaction, car elle entrainait un décapage excessif engendrant des détériorations de la surface traitée, notamment sur des supports architecturaux fragiles et de valeur, en raison de l'énergie cinétique totale élevée des flux projetés.
On connait par ailleurs, du document DE-U-8 912 741, un pistolet destiné à projeter un fluide d'assainissement contre des façades en pierre. Le pistolet comporte une rampe distributrice fixe percée d'une rangée d'orifices de passage du fluide, lequel n'est aucunement défini.
Un tel dispositif n'est cependant pas adapté pour réaliser un nettoyage et un micro-décapage efficaces d'un support à l'aide d'un mélange air-poudre, et notamment d'un support fragile.
La présente invention à donc pour but de remédier à l'ensemble de tous ces inconvénients, et pour ce faire elle propose un procédé de micro-nettoyage et de micro-décapage d'un support, selon lequel on projette en direction du support des jets d'air comprimé chargé de fines particules abrasives dont la granulométrie est inférieure à 200 micromètres, ces jets étant émis par des buses et déplacés à grande vitesse en balayant le support, caractérisé en ce qu'on fait usage d'une multitude de jets, dont le nombre est d'au moins dix, et en ce que ces jets présentent, au niveau des buses, une section ayant une dimension comprise entre 400 micromètres et 4 millimètres, ce qui leur confère une très faible énergie cinétique.
Ce procédé de micro-décapage et de micro-nettoyage à sec permet de décaper très rapidement des supports même très délicats et très fragiles, comme le sont les supports en pierre de taille.
Le procédé de la présente invention permet de réaliser un travail de décapage extrêmement rapide, tout en garantissant un travail d'excellente qualité, et ce sur tous types de salissures et sur tous types de supports. Le procédé de la présente invention garantit une absence complète d'abrasion sur tous les supports nettoyés, même si ceux-ci comportent par endroits des zones délicates et plus ou moins fragiles ou plus simplement de dureté de surface hétérogène ( joints de maçonnerie, pierres desquamées, calcin hétérogène, etc... ). Le procédé de la présente invention, de par les différentes combinaisons possibles, permet un travail de projection sans nuisance de poussières.
La mise au point du procédé de l'invention est partie des observations suivantes:

Dans un jet fixe unitaire unidirectionnel, c'est le centre ou "la pointe" du jet, qui est l'élément incisif décapant et donc abrasif, et les paramètres nécessaires à un travail de décapage rapide, obligent à ce que ce jet soit le plus décapant possible, augmentant d'autant la force d'impact de la "pointe" du jet, et donc augmentant ainsi la force et l'impact d'abrasion.

Pour éviter l'abrasion de la pointe du jet, le procédé de l'invention, part du principe qu'il ne faut pas réduire les paramètres de projection, car cette réduction se fait au détriment de la vitesse et de l'action de décapage, mais il faut pour conserver cette vitesse et cette qualité de décapage multidiviser le jet en une multitude ou en de multiples micro-jets fins, et entraîner ces multiples micro-jets fins orientés multidirectionnellement en déplacement automatique très rapide.
Ainsi par exemple, un jet de 8 millimètres de section de buse, peut-être multidivisé soit en 64 buses de 1 millimètre, soit en 44 buses de 1,2 millimètre, soit en 28 buses de 1,5 millimètres, soit en 12 buses de 2,5 millimètres, etc ... ( plus le jet est multidivisé, plus les buses sont fines, et plus l'effet est accentué ).
On utilise ainsi au maximum l'action décapante des "pointes de jet", en les multipliant en quantité, en les divisant en volume, et en les répartissant sur une certaine surface ( disque ou roue de projection ).
Principalement les buses de projection d'abrasifs sont très fines : elles sont comprises entre 1 et 2,5 millimètres ( mais pouvant aller dans le principe du procédé de l'invention, de 400 micromètres à 4 millimètres de section. )
Ces buses de projection très fines nécessitent de n'utiliser que des abrasifs de très fine granulométrie ( par exemple 80 à 100 micromètres ). Ces abrasifs très fins projetés par des buses très fines, n'ont pratiquement aucune énergie cinétique propre, ils ne peuvent se déplacer à grande vitesse, ou à vitesse d'impact nettoyant que s'ils sont véhiculés à l'intérieur d'un jet ou d'un filet d'air comprimé. Ce jet ou ce filet d'air comprimé sert ainsi de guide de projection aux particules très fines. Ainsi l'absence d'énergie cinétique de ces très fines particules les oblige à rester emmagasinés dans les filets d'air comprimé, et à se conformer strictement aux caractéristiques de déplacements très rapides de ces fins filets d'air.
Ainsi, si l'on déplace l'ensemble de la multitude ou des multiples buses à vitesse rapide, celles-ci réalisent des multitudes de fractionnements des filets d'air très fins chargés de particules à très faible énergie cinétique, en petites longueurs de fins filets d'air, formant ainsi un brouillard de pointes de jets.
Ces pointes de jets, ou toutes petites longueurs de fins filets d'air, chargées d'abrasifs très fins, résultant de ces multitudes de fractionnements mécanique automatique et incessants, réalisent un balayage effectué à haute vitesse, d'effleurement superficiel ( en superficie de la surface à nettoyer ), balayage n'ayant alors ni temps d'impact, ni volume d'impact, pour être vraiment abrasif, dans le sens d'attaque des supports décapés.
La multiplicité, la vitesse de déplacement des jets, la finesse des buses et la finesse des abrasifs utilisés, forment alors un brouillard "de pointes de jets" micro-abrasif à "impact multidivisé micro-pelliculaire ultra-rapide", ayant ainsi seulement le temps et la force d'impact nécessaire, pour dégager à toute vitesse, de façon superficielle, mais efficace et très rapide, seulement les particules à accroches non cimentées entre elles.
Ce brouillard de pointes de jets, réalise alors un décapage par impact d'effleurement superficiel ultra-rapide. L'absence de volume et de temps d'impact, alliée aux déplacements mécaniques incessants des jets multidivisés en multiples micro-jets fins, projetant des particules micro-fines, permet ainsi un travail de décapage d'une finesse étonnante, sur des supports très délicats et très fragiles, vu la très rapide vitesse de décapage réalisée
En effet, la multiplicité des buses, espacées sur une certaine surface, permet en orientant celles-ci de façon multidirectionnelle, d'avoir une multitude d'angles d'attaque différents, permettant avec le déplacement mécanique incessant des micro-jets de pouvoir nettoyer tous les points constitutifs d'un relief, et ce sans avoir à insister dans tous les sens et sans avoir comme dans les techniques traditionnelles à jet fixe unidirectionnel, à tourner la buse dans tous les sens, et à suivre de façon insistante ( abrasive ), tous les contours de reliefs de la surface à décaper
Ainsi le procédé de la présente invention est un procédé qui consiste à projeter en direction d'un support à nettoyer et à décaper, un brouillard micro-abrasif obtenu par le déplacement très rapide et continu de multiples fins filets d'air comprimé, chargés de particules abrasives à très faible énergie cinétique, et à déplacer ce brouillard micro-abrasif obtenu, tout le long du support à nettoyer.
Dans des modes de réalisation préférés du procédé selon l'invention, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :

la granulométrie des particules abrasives est principalement comprise entre 80 et 120 micromètres ;
la multitude de jets est obtenue par multi-division d'un jet unique ;
on projette simultanément un brouillard de particules d'eau atomisée ou de fins jets de vapeur.

Par ailleurs, l'invention a également pour objet une installation de micro-nettoyage et de micro-décapage équipée d'un appareil de projection comprenant une roue rotative pourvue de buses de projection de l'air comprimé chargé de fines particules abrasives, caractérisée en ce que ladite roue rotative comporte une multitude de buses, dont le nombre est d'au moins dix, qui présentent chacune un cône d'entrée et ont une section de passage des particules dont la dimension est comprise entre 400 micromètres et 4 millimètres.
Selon des modes de réalisations préférentiels de l'installation selon l'invention, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :

la roue comporte une dizaine à plusieurs dizaines de buses ;
la roue comporte des dizaines à plusieurs centaines de buses ;
ledit appareil comporte en outre des moyens pour le faire pivoter par rapport à un support de fixation ;
la dimension de la section de passage des particules dans les buses est comprise entre 1 et 2,5 millimètres ;
lesdites buses sont disposées selon des orientations de projection angulaires différentes, multidirectionnelles ;
l'appareil de projection est équipé en outre de buses de projection d'un mélange d'air comprimé et d'eau ;
l'appareil de projection est équipé en outre de buses de projection de fins jets de vapeur ;
lesdites buses ne débordent pas, ou pratiquement pas, par rapport à la face de projection de la roue ;
l'appareil comprend, dans le sens de déplacement des particules abrasives, un tube d'amenée du mélange air-abrasif, qui débouche sur un évasement en forme d'entonnoir ;
ledit évasement communique avec chacune des buses, ces dernières formant un angle aigu avec l'axe longitudinal dudit tube d'amenée ;
le fait que le tube d'amenée et l'évasement sont traversés par un conduit indépendant d'aspiration de l'abrasif ;
l'amenée du mélange air/particules audit évasement se fait à travers un tube fixe et un conduit rotatif, solidaire de ladite roue, l'étanchéité entre les parties fixe et mobile étant réalisée par un embrèvement de la partie fixe dans la partie mobile, avec présence de joints rotatifs du type joints à lèvres.

Le nombre des buses est d'une trentaine en moyenne, mais peut dépasser la centaine dans certains cas.
La section des buses de projection d'abrasifs est principalement située aux alentours de 1 à 2,5 millimètres, mais peut aller de 400 micromètres à 4 millimètres.
Les abrasifs de très fine granulométrie, pour avoir une action de décapage efficace, sont de dureté très importante ( grains ou micro-billes de verre, corindon etc...).
La roue de projection porte-buses peut coiffer un large cône de distribution en forme d'entonnoir : le cône de distribution et la roue peuvent être en P.T.F.E ( teflon) ou en céramique, et les buses sont en céramique.
Eventuellement, la roue de projection, lorsqu'elle n'est pas alésée et garnie de buses, est percée de multiples orifices fins formant les buses ( l'ensemble étant alors tout en céramique ).
Du fait de la très fine section de chaque conduit de buse, l'intérieur de chaque buse a de préférence une forme d'entonnoir. Cette forme de cône ou d'entonnoir est nécessaire afin de permettre un écoulement aisé et fluide des abrasifs projetés, du fait de la très grande étroitesse de chaque conduit de buse.
La roue porte-buses est entraînée en déplacement mécanique automatique à plus ou moins grande vitesse, dans une plage de vitesse située principalement entre 0 et 4000 tours par minute.
Cet effet peut être accentué par d'autres déplacements mécaniques automatiques, notamment par le pivotement de la roue sur elle-même en arc de cercle à gauche, puis en arc de cercle à droite, puis en arc de cercle vers le haut et vers le bas ( pivotement mécanique et automatique autour d'un support ).
L'ensemble des déplacements mécaniques sert à augmenter la vitesse de décapage des micro-jets.
C'est la finesse et la multiplicité buses de projection, ayant principalement 1 à 2,5 millimètres de section de conduit, c'est la distance assez importante de projection ( allant de 20 à 80 centimètres de distance par rapport au support à décaper ), c'est la très faible énergie cinétique des particules abrasives projetées ( 80 à 100 micromètres ou principalement 80 à 120 micromètres ), leur permettant de par leur très faible énergie cinétique de suivre les caractéristiques de déplacement très rapide des filets d'air, c'est la très grande dureté d'attaque de ces particules très fines ( grain de verre, corindon etc...), c'est la très grande vitesse de sortie donnée par les conduits d'accélération de chaque buse, c'est l'important volume d'air projeté, plusieurs milliers de litres par minute, c'est la pression de projection ( 3 à 6 x 10⁵ Pa en moyenne ), alliées aux déplacements mécanique à grande vitesse, qui réalisent ce brouillard micro-abrasif, sous pression d'air comprimé, qui n'est pas un brouillard abrasif poussiéreux, mais de par les caractéristiques énoncées ci-dessus est un brouillard de " pointes de jets ", qui réalise un balayage décapant par effleurement superficiel, balayage rapide et incessant, permettant d'allier une très grande vitesse de décapage avec une absence d'attaque abrasive sur des supports à décaper même très délicats, tels que le sont les bâtiments et les monuments anciens en pierre de taille.
Le procédé de la présente invention de projection d'abrasifs fins sous air comprimé occasionne une poussière plus ou moins importante, bien que le procédé, de par ses particularités ( très fines buses ) consomme 2 à 3 fois moins d'abrasif pour la même efficacité, et que chaque fin filet d'air soit réglé, pour projeter un minimum d'abrasif pour un volume d'air important, puisque repassant de multiples fois sur les mêmes points.
La projection de ce brouillard micro-abrasif, source de poussières, permet dans le procédé de l'invention, puisque les jets sont fins et dispersés, sur la surface somme toute importante d'une roue de projection:

soit de positionner dans les espaces entre les buses de projection d'abrasifs, des buses de projection d'eau atomisée ; en effet, pour obtenir le même résultat, sur un jet large classique unidirectionnel de projection d'abrasif ( buse de 8 millimètre), il faudrait projeter beaucoup d'eau simultanément, et la force et le volume du ou des jets d'eau mouilleraient de façon plus ou moins importante le mur, alors que dans le procédé de l'invention, en multidivisant le jet d'abrasif en micro-jets multiples ( par exemple un jet de 8 millimètres de section de buse peut-être multidivisé en 28 buses de 1,5 millimètres ), il faudra alors moins d'eau (28 fois moins dans l'exemple précité) par filet à humidifier, sachant qu'en plus les filets d'air sont réglés pour consommer très peu d'abrasif ; de ce fait, il devient possible, alors en projetant non plus un jet d'eau, mais des particules d'eau atomisées sous pression d'air comprimé, d'humidifier les particules abrasives sans vraiment mouiller les jets ; les jets de projection d'eau atomisés provenant de ces buses 14 d'atomisation pneumatique sont réglés pour envoyer des nuages d'eau atomisés, et ces jets de buse 14 sont dirigés préférentiellement en parallèle aux jets d'abrasifs ;
soit de positionner dans les espaces entre les buses de projection d'abrasifs, un nombre important de très fines buses de projection de fins jets de vapeur.

Le procédé de l'invention utilise de l'air comprimé venant d'un compresseur, et peut réaliser le mélange air-abrasif en passant par une sableuse. Toutefois, dans le procédé de l'invention, il est particulièrement intéressant de ne pas utiliser de sableuse. Ainsi l'air comprimé venant du compresseur est envoyé directement et seul dans l'appareil de projection multibuses, le mélange air-comprimé-abrasif se faisant à l'intérieur de l'appareil de projection juste avant la sortie de buse. Ce système permet de valoriser le procédé de la présente invention, en permettant d'utiliser au mieux des buses les plus fine possible, de faciliter grandement la régularité du flux et du débit d'abrasif, et de consommer très peu d'abrasifs. Donnant ainsi des jets plus réguliers et pouvant être très faiblement chargés en abrasif.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de l'ensemble de la description et des dessins annexés qui en représentent des modes de réalisation préférentiels.
Sur ces dessins:

la figure 1 est une vue schématique de la face de projection d'une roue équipée de 42 buses de projection d'abrasifs,
la figure 2 est une vue schématique de la face de projection d'une roue équipée de 132 buses de projection d'abrasifs,
la figure 3 est une vue schématique d'une roue de projection équipée de buses de projection d'abrasifs, et de buses projection de fins jets de vapeur,
la figure 4 est une vue schématique de l'appareil de projection 21 monté sur un bras de positionnement et de soutien,
la figure 5 est une vue schématique en coupe de la roue mécanique de projection équipée de buses de projection d'abrasifs,
la figure 6 est un schéma de principe pour alimenter les buses d'atomisation d'eau,
la figure 7 est un schéma de principe d'un appareil de projection équipé d'un système de mélange air-abrasif à l'intérieur de l'appareil, par aspiration des particules abrasives juste avant leur projection.

L 'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, comprend un appareil de projection ou roue de projection, comprenant dans le sens de déplacement des particules abrasives un tube 2 d'amené cylindrique du mélange air-particules abrasives débouchant sur un large évasement 4 en forme d'entonnoir, cet évasement 4 communiquant par l'intermédiaire de cônes 7 d'entrée avec lesdites buses 6 de projection d'abrasifs, la direction de chacune desdites buses 6 formant un angle aigu avec l'axe longitudinal dudit tube 2 d'amené. Cette inclinaison d'angle différent sur chaque buse 6, permet d'obtenir une multitude d'angles de projection différents, donnant une projection par attaque de micro-jets multidirectionnels.
L'appareil ou roue de projection 21 est équipée d'une multitude ou de multiples fines buses 6 de projection d'abrasifs, qui sont positionnées et espacées sur un disque de projection 15. Le positionnement se fait selon des formes de dessin principalement en spirales, afin d'accentuer l'effet rotatif et pour couvrir et balayer le maximum de points différents de nettoyage. Les nombreuses buses 6 de projection d'abrasifs, ne débordent pas ou pratiquement pas de la face de projection 15, assurant ainsi un ensemble très compact et permettant des déplacements dans l'air de l'appareil 21 de projection de façon très fiable, dans tous les sens même à de très grande vitesse de déplacement .
Cette roue 10 de projection est équipée de moyens permettant son entraînement mécanique en rotation à très grande vitesse ( 0 à 4000 tours par minute ).
Cette roue 10 de projection est équipée de moyens permettant son pivotement en courses mécaniques et automatiques sur elle-même en arc de cercle sur la gauche puis en arc de cercle sur la droite .
Cette roue 10 de projection est équipée de moyens permettant son pivotement en courses mécaniques et automatiques sur elle-même en arc de cercle vers le haut puis vers le bas.
Cette roue 10 de projection est équipée de moyens permettant de modifier automatiquement l'ensemble des paramètres de projection ( marche, arrêt, variateur de vitesse mécanique, débit, pression, dosage air-abrasif etc... ).
Cette roue 10 ou appareil de projection, est équipée d'un système de distribution et de projection du mélange air-abrasif. Ce système comprend :

un conduit 1 d'amenée fixe du mélange air-abrasif,
un tube cylindrique 2 d'amenée du mélange air-abrasif : l'ensemble de ce tube 2 est rotatif et est monté par un jeu de roulements 3 à double étanchéité,
un alésage 4 central, formant un large évasement en forme d'entonnoir, permettant d'approvisionner l'ensemble des buses 6 de projection d'abrasifs au travers de cônes de distribution et de répartition et de multidiviser ainsi le jet central en une multitude de micro-jets. Cet alésage 4 débouche et se ramifie sur les cônes 7 d'entrée de buse en forme aussi d'entonnoir, situés dans la roue 10 de projection,
des buses 6 de projection: la roue 10 porte-buses 6 est en céramique, elle est percée d'une multitude ou de multiples orifices fins multidirectionnels formant les buses 6 de projection d'abrasifs fins.

Chaque buse 6 de la roue 10 comprend:

un très large cône 7 d'entrée de buse, en forme d'entonnoir permettant de par la multidivision du jet en jets très fins, et de par l'étroitesse des conduits obtenus, un écoulement fluide et aisé des particules,
un conduit d'accélération 8 de l'air et des particules abrasives,
un conduit d'éjection 9 variant d'une forme circulaire à une forme oblongue au niveau de son ouverture de sortie sur la face de projection 15 des particules.

L'ensemble de cette roue de projection 10 est monté dans un carter 11 complètement étanche. En effet, l'entraînement en rotation de pièces mécaniques dans un milieu d'abrasifs très fins ( certaines particules abrasives ne dépassant pas quelques microns ), nécessitent une configuration de fabrication spécifique, et une étanchéité vraiment spécifique par rapport à la finesse de ces abrasifs très fins.
Ainsi l'appareil est rendu complètement étanche par:

un embrèvement 26 de la partie fixe dans la partie mobile et dont le guidage en rotation est étanché par des joints rotatifs 5 de type joints à lèvres, ainsi qu'au niveau du guidage en rotation de ce cône d'amenée 4 par rapport au carter 11 fixe par des roulements 3 à double étanchéité. L'étanchéité du couvercle 18 arrière est assurée par un joint plat.

Avec le principe de travailler sans sableuse, la configuration de l'intérieur de l'appareil de projection 21 se trouve modifiée par la présence d'un conduit central 19 d'amenée de l'abrasif ( par aspiration ), ce conduit se ramifiant en autant de petits tuyaux 20( d'approvisionnement en abrasifs ) qu'il y a de buses 6. L'air seul non chargé d'abrasifs arrivant dans les cône d'entrée 7 de buse vient aspirer régulièrement et simultanément sur son passage une petite quantité d'abrasifs. Ce conduit central 19 d'amenée de l'abrasif ( par aspiration ) est fixe par rapport au cône d'amenée d'air, et il est centré et fixé par des pattes de fixation reliées au tube rotatif 2 et au cône de distribution 4 : ce conduit est donc entraîné en rotation simultanément avec le tube 2 et le cône de distribution 4, et comprend donc un joint rotatif étanche à sa jonction avec le tuyau d'amenée de l'abrasif.
La projection d'abrasif sous forme de brouillard réalisé par cette roue de projection occasionne une poussière importante, ainsi parallèlement à la projection de fins filets d'air chargés de très fines particules abrasives, il est intéressant de disposer sur la roue 10 de projection d'abrasifs, un certain nombre de buses 14 très fines de projection d'eau atomisée ou de très fines buses de projection de très fins jets de vapeurs 17.
L'utilisation de fins filets d'air et d'abrasifs, dont les buses 6 de projection sont disposées sur la surface somme toute importante qui constitue la surface 15 de la roue 10 de projection, permet une dilution des filets d'air comprimé et d'abrasifs dans un brouillard de particules d'eau atomisées. Cette roue 10 de projection permet en plus par le phénomène rotatif de provoquer une homogénéisation du brouillard d'eau qui se reforme sans arrêt dans les vides de projection d'abrasifs.
Les particules très fines d'eau atomisées projetées dans l'espace de projection, sont projetées sous forme pulvérisée de très fines particules d'eau atomisées, la granulométrie de ces particules d'eau atomisées étant la plus fine possible.
Ainsi cette roue 10 de projection est équipée de buses 14 de projection d'eau atomisée disposées sur la face de projection 15.
L'eau est amenée dans l'appareil de projection par l'intermédiaire d'un tuyau fixe 22 centré dans le cône d'amenée du mélange air-abrasif. Ce conduit 22 est fixé par des pattes de fixation 13 reliées au tube rotatif 2 et au cône de distribution 4. Ce conduit 22 est entraîné en rotation simultanément avec le tube 2 et le cône de distribution 4 et nécessite donc un joint rotatif étanche avec le tuyau 22 d'amenée d'eau sous pression. Ce conduit 22 se ramifie en une série de petits canaux 25 conduisant l'eau aux buses d'atomisation 14.
Les jets de projection d'eau atomisés provenant des buses 14 d'atomisation pneumatiques sont réglés pour envoyer des nuages d'eau atomisés et ces jets de buses 14 sont dirigés préférentiellement en parallèle aux jets d'abrasifs.
Dans des modes de réalisation différents, les buses 14 de projection d'eau atomisée peuvent être remplacées par des buses de projection de très fins jets de vapeur 17.
Cette roue 10 de projection d'abrasifs fins, peut avoir un diamètre de quelques centimètres à plusieurs dizaines de centimètres, ce diamètre de la roue 10 de projection étant proportionnel au nombre de buses l'équipant et à l'espacement plus ou moins important donné à celles-ci.
Le procédé de l'invention est un procédé de micro-décapage et de micro-nettoyage conjuguant vitesse et très grande qualité. Ce procédé à impact d'effleurement superficiel à haute vitesse, s'applique pratiquement sur tous types de supports principalement délicats et très fragiles (pierres anciennes, pierres altérées et desquamées, antiquités, meubles anciens, plâtres, etc), et permet de nettoyer tous types de salissures et de dépôts ( hydrocarbure, pollutions diverses, tags, graffitis, etc.. ).
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'appareil 21 ou de roue de projection, cet appareil de projection 21 est monté sur un bras de soutien 16 et de positionnement. Il est équipé de poignées 23 de déplacement et de guidage. La roue 10 de projection est équipée de quarante huit buses 6 de projection d'abrasifs fins. La section de ces buses est de 2 millimètres. Ces buses sont en céramique. L'ensemble comprend, dans le sens de déplacement des particules, un tube 2 d'amenée du mélange air-particules abrasives débouchant sur un large évasement en forme d'entonnoir 4, cet évasement communiquant par l'intermédiaire de cônes 7 d'entrée avec lesdites buses 6 de projection d'abrasifs, la direction de chacune desdites buses formant un angle aigu avec l'axe longitudinal dudit tube d'amenée 2.
Le cône d'amenée 4 qui achemine l'abrasif dans la roue 10 porte-buses 6 est en P.T.F.E ( teflon), il est guidé en rotation par une douille à aiguilles 24 étanche et un roulement 3 à billes étanche, logés dans un carter 11 lui-même étanché. La rotation est assurée par un moteur pneumatique 12. L'étanchéité du guidage en rotation avec le tuyau d'amené air + abrasif est assuré par un joint rotatif à double étanchéité. Afin de pouvoir travailler sans poussière, l'appareil est doté d'un ensemble de 24 buses 14 de projection air-eau atomisé.
L'alimentation en air comprimé se fait par un compresseur et le mélange air + abrasif se fait dans ce cas par l'intermédiaire d'une sableuse, le mélange air-abrasif arrivant par le tube fixe 1. L'alimentation air-eau se faisant par l'intermédiaire d'un compresseur surpresseur à eau.
L'opérateur se positionne devant la surface à décaper, présente l'appareil de projection devant cette zone, il met en marche le moteur rotatif, il déclenche le mélange air-eau, il déclenche le mélange air-abrasif, et il commence à déplacer de façon progressive, sensiblement parallèlement à la surface à décaper. Il n'y a pas de point d'impact les très nombreux jets se déplaçant à très haute vitesse sur la zone à décaper, balayent de façon douce et superficielle ( mais efficace ) par brouillard micro-abrasif cette zone à décaper. La présence de points délicats ou fragiles dans cette zone ne modifie en rien, ni ses réglages, ni sa vitesse de travail, ce qui permet de nettoyer très rapidement une zone sans aucun risque d'abrasion ou d'altération de la surface décapée. Le brouillard de particules d'eau projeté simultanément humidifie les poussières sans mouiller les jets, permettant un travail de décapage très fin, rapide et sans nuisances de poussières.

Claims

Procédé de micro-nettoyage et de micro-décapage d'un support, selon lequel on projette en direction du support des jets d'air comprimé chargé de fines particules abrasives dont la granulométrie est inférieure à 200 micromètres, ces jets étant émis par des buses (6) et déplacés à grande vitesse en balayant le support, caractérisé en ce qu'on fait usage d'une multitude de jets, dont le nombre est d'au moins dix, et en ce que ces jets présentent, au niveau des buses (6), une section ayant une dimension comprise entre 400 micromètres et 4 millimètres, ce qui leur confère une très faible énergie cinétique.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la granulométrie des particules abrasives est principalement comprise entre 80 et 120 micromètres.
Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, selon lequel la multitude de jets est obtenue par multi-division d'un jet unique (2).
Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on projette simultanément un brouillard de particules d'eau atomisée ou de fins jets de vapeur.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on projette de l'air comprimé sans abrasif, dont on utilise la pression de projection pour aspirer, par dépression les particules abrasives juste avant de les projeter sur le support.
Installation de micro-nettoyage et de micro-décapage équipée d'un appareil de projection (21) comprenant une roue rotative (10) pourvue de buses (6) de projection de l'air comprimé chargé de fines particules abrasives, caractérisée en ce que ladite roue rotative (10) comporte une multitude de buses (6), dont le nombre est d'au moins dix, qui présentent chacune un cône d'entrée (7) et ont une section de passage des particules dont la dimension est comprise entre 400 micromètres et 4 millimètres.
Installation selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la roue (10) comporte une dizaine à plusieurs dizaines de buses (6).
Installation selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la roue (10) comporte des dizaines à plusieurs centaines de buses (6).
Installation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée par le fait que ledit appareil (21) comporte en outre des moyens pour le faire pivoter par rapport à un support de fixation.
Installation selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée par le fait que la dimension de la section de passage des particules dans les buses est comprise entre 1 et 2,5 millimètres.
Installation selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisée par le fait que lesdites buses (6) sont disposées selon des orientations de projection angulaires différentes, multidirectionnelles.
Installation selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisée par le fait que l'appareil de projection (21) est équipé en outre de buses (14) de projection d'un mélange d'air comprimé et d'eau.
Installation selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisée par le fait que l'appareil de projection (21) est équipé en outre de buses (17) de projection de fins jets de vapeur.
Installation selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisée par le fait que lesdites buses (6, 14, 17) ne débordent pas, ou pratiquement pas, par rapport à la face de projection (15) de la roue (10).
Installation selon l'une des revendications 6 à 14, caractérisée par le fait que l'appareil (21) comprend, dans le sens de déplacement des particules abrasives, un tube d'amenée (2) du mélange air-abrasif, qui débouche sur un évasement (4) en forme d'entonnoir.
Installation selon la revendication 15, caractérisée par le fait que ledit évasement (4) communique avec chacune des buses (6), ces dernières formant un angle aigu avec l'axe longitudinal dudit tube d'amenée (2).
Installation selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisée par le fait que le tube d'amenée (2) et l'évasement (4) sont traversés par un conduit indépendant (19) d'aspiration de l'abrasif.
Installation selon la revendication 16 ou la revendication 17, caractérisée par le fait que l'amenée du mélange air/particules audit évasement (4) se fait à travers un tube fixe (1) et un conduit rotatif (2), solidaire de ladite roue (10), l'étanchéité entre les parties fixe et mobile étant réalisée par un embrèvement (26) de la partie fixe dans la partie mobile, avec présence de joints rotatifs (5) du type joints à lèvres.