"Procédé et appareil pour la production de fibres en mèche"
Cette invention concerne un procédé et un appareil pour convertir un ruban de filaments textiles en fibres en mèche, sans détruire la continuité du ruban, et sans tendre indûment les fibres
en mèche, et elle est spécifiquement relative au traitement d'un ruban de filaments continus, de manière telle, et avec des moyens
tels que les filaments individuels sont réduits en fibres en mèche
par une action de tension ou d�risure adaptée pour contrôler effectivement la longueur des fibres en mèche.
Dans le brevet des Etats-Unis ? 1.885.384, du 18 octobre
1932, aux noms de Henry H. Perry et James Louis Lohrke, on a
décrit un procédé de fabrication de fil en partant d'un ruban
composé d'une multiplicité de fibres substantiellement continues, groupées en principe en parallélisme, en réduisant les fibres en
en fibres en mèche tout en maintenant leur parallélisme, ainsi
que la continuité du ruban, en étirant soit simultanément, soit ensuite le ruban résultant, puis en tordant ensuite convenablement .ce ruban résultant pour produire un fil, ou un brin dont est ensuite fait le fil. Suivant la description du dit brevet, la réduction des filaments continus en fibres en mèche est effectuée pendant et par l'étirage de la mèche. Ce point est une particularité importan-
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qu'en faisant une mèche continue composée d'une multiplicité
de fibres usuelles, en substance continues, groupées en
principe en parallélisme, et en étirant un tel ruban, les
fibres continues pouvaient être réduites en fibres en
mèche. On a aussi découvert que, en réduisant ainsi les fibres continues en fibres en mèche, elles ont été brisées d'une manière négligée en longueurs irrégulières de mèche, et que le parallélisme substantiel des fibres serait maintenu. On a déoouvert en outre, comme décrit dans ledit brevet, que cette rupture non ordonnée produirait une imbrication convenable des fibres en mèche, de sorte que la continuité du ruban serait aussi maintenue.
En effectuant simultanément la brisure des filaments oontinus et l'étirage du ruban, la longueur des fibres en mèche pro-
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taines limites par le réglage du mécanisme d'étirage. Par exemple, lorsqu'on emploie des rouleaux étireurs, la longueur des fibres en
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connu sous le terme de réglage de l'éoartement des rouleaux, qui est la distance entre les points de pincement des deux jeux de rouleaux étireurs, le mécanisme d'étirage étant réglé ou déterminé pour la longueur maxima des fibres en mèche qui doit être produite dans l'opération de brisure. De cette manière, la longueur maxima des fibres en mèche peut être modifiée, dans la pratique du procédé breveté, pour s'adapter à la nature du fil à produire, ainsi qu'au procédé et aux dispositifs utilisés pour cette production.
Alors que des fibres en mèche de longueur irrégulière sont satisfaisantes pour de nombreux usages textiles, il est désirable, dans oertains cas, d'avoir des fibres en mèche de longueur plus uniforme que celles produites par le procédé décrit dans le brevet ci-dessus. On a trouvé qu'il était désirable de créer un procédé et des dispositifs à l'aide desquels la longueur des fibres en mèche puisse être contrôlée. Le présent perfectionnement constitue une modification du procédé décrit dans ledit brevet en ce que le contrôle effectif de la longueur des fibres en mèche peut être assuré, bien que les opérations de tension et de brisure ou broyage soient seules utilisées pour réduire les filaments continus en fibres en mèche.
Il a aussi été trouvé désirable, pour certains buts, d'avoir des fibres en mèche qui n'aient pas été étirées à la valeur qui est requise lorsqu'on emploie seulement la tension longitudinale des filaments pour broyer ou briser des fibres continues, et les convertir ainsi en fibres en mèche. Le présent procédé est par conséquent une modification de celui décrit dans le brevet ci-des-
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ployée dans le procédé breveté, le perfectionnement utilise un procédé à l'aide duquel le ruban soumis à la tension est, par intermittences, dévié brusquement du trajet qu'il suit normalement pendant l'opération de tension et de rupture. De cette manière, les filaments individuels sont repliés à angle aigu pendant qu'ils sont sous tension, et sont par conséquent brisés à leurs points de pliage, pour produire ainsi des fibres en mèche qui n'ont pas été étirés autant que si l'on n'avait attendu que de la tension longitudinale seule la rupture des filaments.
On a aussi trouvé que, alors que le procédé décrit dans le brevet mentionné fonctionne d'une manière satisfaisante sur un ruban relativement petit de l'ordre de quelques milliers de filaments, une pression excessive doit être employée sur les rouleaux briseurs et étireurs de l'appareil pour agir sur de grands rubans de l'ordre de vingt- cinq mille à cent mille filaments ou davantage, avec une détérioration, qui en est la conséquence, des filaments et des dispositifs employés. L'inventeur a trouvé que ces grands rubans peuvent être traités suivant le procédé décrit dans le bre-
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excessive sur les rouleaux briseurs et étireurs et les filaments, si le ruban sous tension est, par intermittences, dévié de son trajet normal entre les deux séries de rouleaux briseurs et étireurs, peur produire ainsi, dans les filaments individuels, une boucle ou un pliage de nature suffisamment aiguë pour affaiblir sensiblement les filaments tendue,. et causer ainsi leur rupture au point de pliage ou de déviation:
L'inventeur a trouvé également qu'une irrégularité indésirable de la longueur des fibres en mèche, telle qu'un nombre excessif de fibres courtes ainsi que les difficultés rencontrées dans l'application du procédé décrit dans le brevet ci-dessus aux rubans relativement grands peuvent être réduites d'une manière sensible si le ruban est aplati, ou s'il est conformé en une bande ou ruban d'épaisseur sensiblement uniforme avant d'être amené au premier groupe de rouleaux briseurs. Lorsque le ruban est conformé ou aplati de cette manière, la pression requise des rouleaux briseurs sur les filaments individuels peut être matériellement réduite, et peut être rendue plus uniforme, de sorte que les filaments individuels, sur toute la largeur du ruban sont tendus à sensiblement la même valeur pour un mouvement donné des deux séries de rouleaux briseurs..
Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'un des prin- cipaux objets de l'invention est la disposition d'un degré substantiel de contrôle sur la longueur des fibres en mèche, produit par une tension progressive des filaments continus, et par conséquent par leur rupture en longueurs de mèche. Un autre objet important de l'invention est une réduction du degré de tension auquel ces filaments sont soumis dans le procédé de leur réduction en fibres en mèche. Un autre objet de l'invention est une réduction de la valeur de la pression qui doit être appliquée aux filaments, ou aux rouleaux d'étirage; en réduisant simultanément un ruban de filaments continus en fibres en mèche, et en étirant le ruban.
Pour la réalisation des buts mentionnés ci-dessus, on peut suivre divers procédés, et utiliser différentes formes d'appareils. Par exemple, le ruban de filaments continus peut être étiré sur une arête ou angle briseur disposé entre les points de pincement de deux séries de rouleaux étireurs, et mobile par intermittences dans un sens transversal à la direction de mouvement du ruban dans le but de plier à angle aigu les filaments individuels sur cet organe. Une telle arête briseuse devrait, de préférence, avoir aussi un mouvement dans le sens de la longueur du ruban, d'une manière analogue au mouvement des barrettes usuelles d'un gill box.
Bans l'appareil qui a donné le fonctionnement le plus satisfaisant, un* dispositif briseur rotatif est disposé entre les deux groupes de rouleaux étireurs, et est muni d'une ou plus d'une arête briseuse, amenées en et hors de contact avec le ruban lorsque le dispositif tourne. On utilise de préférence deux dispositifs briseurs rotatifs avec ce type d'appareil, un de chaque côté du ruban avançant, et les arêtes briseuses de chaque dispositif sont disposées de façon à s'entrecroiser avec les arêtes briseuses de l'autre.
Une forme préférée d'appareil est représentée au dessin annexé, dans lequel les particularités essentielles sont représentées, partie en élévation latérale, et partie en coupe verticale, les connexions de commande entre les diverses parties en mouvement étant omises, étant donné que ces dernières seront claires par la description qui suit.
Dans son ensemble, cet appareil comprend un étaleur ou batteur 1, destiné à venir en contact intermittent avec le ruban
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res 4, un jeu de rouleaux délivreurs 5, un dispositif briseur 6, disposé entre les rouleaux alimentaires 4 et les rouleaux déliv- , reurs 5, et un dispositif gaufreur 7 auquel le ruban 2 est délivré
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nablement montés sur un bâti ou base 8 de telle sorte que le ruban de filaments continus puisse être pris dans un pot 9 ou autre source d'alimentation à une extrémité de la machine, réduit en un ruban de fibres en mèche, étiré de la quantité qui peut être désirée, puis délivré par le dispositif gaufreur 7 à l'autre bout de la machine dans un récipient ou pot 10.
Alors que les rouleaux alimentaires peuvent être construits et disposés autrement, l'inventeur a trouvé que quatre
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l'autre fonctionnent pour traiter le ruban 2 d'une manière satisfaisante avec les perfectionnements d'après l'invention. Les extrémités opposées de chaque rouleau alimentaire peuvent être con-venablement supportées pour leur rotation dans une paire de montante 15 boulonnés sur les côtés opposés de la base 8. Le rouleau
11 peut tourner librement, tandis que les rouleaux 12, 13, 14 engrènent les uns avec les autres, et sont commandés positivement de toute manière convenable. Les quatre rouleaux alimentaires ont tous leurs extrémités supportées dans les montants 15 de telle sorte que la pression sur le ruban 2 puisse être modifiée comme on le désire. Cette pression peut être amortie de toute manière bien connue dans cet art, comme par l'utilisation de paliers à ressorts.
La fonction du jeu de rouleaux alimentaires 4 est de tirer le ruban de filaments continus hors du pot 9 ou de toute autre source d'alimentation, et de le redresser ou le pincer pendant qu'il serpente à travers les rouleaux 4, et est amené dans la zone réductrice entre les rouleaux alimentaires et les rouleaux délivreurs 5.
Les rouleaux délivreurs 5 ont leurs extrémités opposées supportées dans une paire de montants 16 boulonnés sur les oôtés opposés de la base 8, et leurs paliers peuvent être montés élastiquement de toute manière convenable. Ces rouleaux sont de préférence faits en acier, et leurs faces sont munies de cannelures 17 pour qu'un meilleur pincement puisse être obtenu sur le ruban de filaments brisés. Le rouleau délivreur inférieur 18 est commandé positivement par toute partie mobile convenable de la machine, et le rouleau délivreur supérieur 19 est commandé par lui par friction. Alors que le rouleau délivreur supérieur 19 peut être recouvert de cuir ou de tout autre revêtement élastique convenable, d'une manière bien connue dans cet art, il est préféré que le revêtement soit en forme d'un tablier ou courroie de cuir 20 qui passe autour
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extrémités opposées supportées dans les extrémités supérieures des montants 16. Chaque extrémité du rouleau fou 21 peut être supportée dans un palier mobile 22 disposé avec possibilité de réglage vertieal par un volant à main 23, en vue de maintenir le degré convenable de tension sur le tablier 20. Les rouleaux délivreurs 18, 19 sont mis en rotation à une vitesse telle qu'elle leur communique une vitesse périphérique un peu plus élevée que la vitesse périphérique des rouleaux alimentaires, pour que les filaments du ruban puissent être tendus et brisés en fibres en mèche dans la zone réductrice entre les rouleaux alimentaires 4 et les rouleaux délivreurs 5, et pour étirer le ruban de l'étendue désirée.
En opérant sur un ruban de 'vingt-cinq mille filaments, ou davantage, de filaments de rayonne du denier 5,5, c'est-à-dire de filaments ayant un diamètre d'environ 0,022m/m, l'inventeur a trouvé que des .résultats satisfaisants sont obtenus lorsque la vitesse périphérique des rouleaux délivreurs 5 est approximativement deux fois un quart la vitesse périphérique des rouleaux alimentaires 4.
Suivant le présent perfectionnement, on interpose, dans la zone réductrice, entre les rouleaux alimentaires 4 et les rouleaux délivreurs 5, des moyens tels que le dispositif briseur 6, dans le but de tendre par intermittences le ruban transversalement à la direction de son mouvement, et de le dévier brusquement de son trajet normal de déplacement entre les points de pincement des rouleaux alimentaires 13, 14, et les rouleaux délivreurs 18, 19, et de déterminer ainsi les points ou les filaments seront brisés. Comme représenté au dessin, le dispositif briseur 6 comprend une
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sus, et le second au-dessous du trajet du ruban entre les rouleaux alimentaires et les rouleaux délivreurs. Les rouleaux briseurs 24,
25 sent de préférence en acier, et sont munis de cannelures profondes 26 qui s'étendent dans le sens de la longueur des rouleaux et sont disposées de façon à s'engrener lorsque les rouleaux tournent. Les cannelures 26 sont de préférence de forme telle qu'elles présentent un angle aigu ou arête brisante 27 à chacune de leurs extrémités extérieures, de sorte que les filaments du ruban 2 puissent être repliés aussi brusquement que possible lorsqu'ils sont suffisamment tendus par la vitesse différentielle des rouleaux alimentaires et délivreurs.
Les arêtes briseuses 27 de chaque rouleau briseur sont sensiblement écartées les unes des autres, et elles sont conformées et disposées de telle sorte que les arêtes de l'un des rouleaux ne Tiennent pas en contact avec l'autre rouleau ou les arêtes de ce dernier lorsque les deux rouleaux tournent
Les extrémités opposées des rouleaux briseurs 24, 25 sont supportées dans des paliers 28 d'une paire de montants 29 fixés sur les côtés opposés de la base 8 par des boulons 30 ou organes analogues, de préférence de manière à être réglable sur la base ou bâti dans une direction vers et s'écartant des rouleaux alimentaires et des rouleaux délivreurs. Pour que les buts de l'inrention puissent être complètement atteints, il est important que les paliers 28 soient supportés avec mobilité sur les montants 29, de manière à être réglables verticalement par des moyens tels que les volants à main 31, ou tout autre moyen convenable, de sorte que l'un ou les deux rouleaux briseurs 24, 25 puisse être réglé de façon à faire varier l'action des arêtes briseuses 27 sur le ruban 2.
Les rouleaux briseurs 24, 25 sont en prise ensemble, et celui inférieur est commandé positivement par une partie active convenable quelconque de la maohine à une vitesse telle que la vitesse périphérique des arêtes briseuses 27 soit intermédiaire entre la vitesse périphérique des rouleaux alimentaires et la vitesse périphérique des rouleaux délivreurs. Une telle vitesse est importante pour empêcher le mouvement d'avance des filaments brisés d'être gêné, et pour maintenir la continuité du ruban. Avec un ruban de rayonne tel que celui mentionné plus haut, des résultats excellents sont obtenus lorsque la vitesse périphérique des arêtes briseuses 27 est approximativement double de la vitesse périphérique des rouleaux alimentaires, c'est-à-dire légèrement inférieure à celle des rouleaux délivreurs.
La fonction des arêtes briseuses 27 est de dévier le ruban tendu, par intermittences et brusquement de son trajet de mouvement ou de déplacement entre le pincement des rouleaux alimentaires 13, 14 et le pincement des rouleaux délivrées 18, 19, et par conséquent de plier sous un angle aigu les filaments tendus et déterminer ainsi les points où ils sont brisés lorsqu'ils sont suffisamment tendus par les rouleaux délivreurs. Par ce moyen, et
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au déplacement du ruban en mouvement, la longueur des fibres en mèche peut être efficacement contrôlée.
Comme représenté au dessin, les rouleaux briseurs 24, 25 sont réglés de telle sorte l'un par rapport à l'autre que les arêtes briseuses 27 de l'un des rouleaux ne pincent à aucun moment le ruban contre le rouleau opposé. En fait, aucune action de pincement ou de sectionnement n'est envisagée ni désirable pendant l'opération, pour la raison que les filaments qui n'ont pas été suffisamment tendus par les rouleaux délivreurs 18, 19 pour être brisés sur
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la tension soit suffisante pour les amener à être brisés sur l'une des arêtes 27. Comme on l'appréciera facilement, lorsque les rouleaux briseurs sont réglés l'un par rapport à l'autre à un écartement tel que les arêtes briseuses soient hors de contact avec le ruban tendu, le dispositif briseur n'a aucun effet sur les filaments et la réduction en fibres en mèche s'accorde avec celle décrite dans le brevet mentionné plus haut. Bans ce cas, les filaments du ruban sont réduits d'une manière irrégulière en fibres en mèche de longueur irrégulière la longueur maxima étant déterminée par la distance entre les pincements des rouleaux alimentaires 13, 14 et des rouleaux délivreurs 18, 19.
Lorsque les rouleaux briseurs sont réglés l'un par rapport à l'autre de façon à amener les arêtes briseuses 27 en contact avec le ruban, ce dernier est dévié brusquement de son trajet par les arêtes briseuses, -et les filaments qui sont suffisamment tendus sont brisés sur l'une des arêtes briseuses. Ainsi, l'efficacité du dispositif briseur en ce qui concerne le contrôle de la longueur des fibres en mèche augmente lorsque les rouleaux briseurs sont réglés en les rapprochant l'un de l'autre, étant bien entendu, évi-déciment, que les rouleaux briseurs ne doivent pas être amenés assez près l'un de l'autre pour pincer le ruban entre les arêtes briseuses d'un rouleau et une partie quelconque du rouleau briseur coopérant.
Comme cela apparaîtra de la description qui précède, un ruban de filaments continus peut être traité suivant le prooédé perfectionné, et avec l'appareil perfectionné pour le convertir en un ruban de fibres en mèche ayant des longueur uniformes correspondant à la distance entre le dispositif briseur 6 et les rouleaux délivreurs 5, ou en fibres en mèche ayant des longueurs quelque peu irrégulières lorsqu'on le désire pour certaines applications, telles qu'un mélange ultérieur avec des rubans de laine.
Après avoir quitté les rouleaux délivreurs 5, le ruban de fibres en mèche est tiré à travers un guide en entonnoir 32 par une paire de rouleaux 33, 34 formant une partie du dispositif gaufreur 7. Les rouleaux gaufreurs ont leurs extrémités opposées sup-
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rouleaux gaufreurs sont de préférence en métal, ayant une surface cylindrique lisse, et les extrémités d'un rouleau sont supportées dans des paliers qui sont appuyés par des ressorts et réglables sur la console 35 au moyen de volants à main 36, pour que la pression des rouleaux sur le ruban puisse être réglée. Les rouleaux gaufreurs 33, 34 sont engrenés ensemble de façon à tourner à l'unis son, et sont positivement entraînés à une vitesse telle que leur vitesse périphérique soit légèrement plus élevée que la vitesse périphérique des rouleaux délivreurs.
Les rouleaux gaufreurs 33, 34 amènent le ruban dans une boîte gaufreuse.37 supportée directement au-dessous des rouleaux sur la console 35. L'extrémité inférieure ouverte de la boîte 37 est munie d'une porte battante 38 articulée par un bord sur ladite boîte comme représenté en 39, et comportant un bras de levier 40
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cessaire pour ouvrir la porte. Dans le fonctionnement d'un tel dispositif gaufreur, on comprendra que, lorsque le ruban de fibres en mèche est amené dans la boîte 37 par les rouleaux 33, 34, la porte 38 empêche le ruban de quitter la boîte jusqu'à ee que la pression produite sur la porte battante par le ruban amené dans la boîte par les rouleaux gaufreurs soit suffisante pour ouvrir la
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soit atteinte, le ruban est gaufré ou replié de ci, de là dans la boîte 37, et lorsque la pression sur la porte battante est suffisante pour l'ouvrir, une certaine longueur de ruban gaufré est déchargée de l'extrémité inférieure de la boîte gaufreuse par-dessus le bord de la porte battante, jusqu'à ce que la pression vers le
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la pression vers le bas du ruban ondulé dans la boîte. En gaufrant ou ondulant le ruban de fibres en mèche de cette manière, l'inventeur a trouvé que le ruban peut être déposé librement dans le pot
10 et transporté et manipulé sans dommage pour le ruban, et sans
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les rouleaux alimentaires 4, passe sur une barre de guidage lisse
42 fixée dans- l'extrémité extérieure d'un bâti 43. ^'extrémité intérieure du bâti 43 est articulée en 44 sur les montants 45 qui
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des éléments d'entretoisement 46 ayant leurs extrémités supérieures fixées au bâti, et leurs extrémités inférieures fixées avec
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disques écartes 49 fixés sur l'arbre 46 et une ou plusieurs barres étalages 50 s'étendant entre les disques 49 et ayant leurs extré-mités fixées sur la périphérie de ces derniers. L'arbre 48 est mis positivement en rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre, de sorte que les barres étaleuses 50, se déplaçant en sens opposé au sens de mouvement du ruban 2, sont amenées en contact avec le ruban par intermittences, de façon à battre ainsi le ruban, à libérer ou séparer les filaments, et à les étaler sous forme d'une bande ou ruban.
Apres avoir quitté le dispositif étaleur 1, la bande ou ruban de filaments continus pénètre dans l'angle entre les deux rouleaux supérieurs 51, 52 des rouleaux étaleurs 51, 52, 53, 54. Ces rouleaux étaleurs sont de préférence en métal, ont des surfaces cylindriques lisses, et leurs extrémités opposées sont supportées dans les montants 45. Bien qu'ils ne soient pas commandés positiTement autrement que par le passage entre eux du ruban, les rouleaux étaleurs sont de préférence engrenés ensemble pour tourner à la même vitesse, et sont poussés l'un vers l'autre élastiquement d'une manière bien connue dans le but de faire varier la pression sur la bande ou ruban de filaments.
Les rouleaux étaleurs agissent pour étaler encore les filaments du ruban; et pour en former une bande d'épaisseur sensiblement uniforme depuis le, point où ils se trouTent côte à côte lorsque le ruban serpente entre eux pour les délivrer à l'entrée des rouleaux alimentaires 11, 12 décrits plus haut. Les rouleaux étaleurs tendent aussi à ramener les filaments qui peuvent ne pas être positivement saisis par les rouleaux alimentaires 4.
Bien que le perfectionnement a été particulièrement décrit en application à la fabrication d'un ruban ou fil de fibres
en mèche, en partant d'un ruban de filaments continus tels que la rayonne, il est évident que ce perfectionnement est aussi applicable à la conversion d'un ruban de longues fibres en un ruban de fibres plus courtes, comme par exemple en faisant repasser un ruban de filaments brisés ou de fibres de longueur définie dans le <EMI ID=20.1>
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la fois des filaments continus et des fibres ayant une longueur relativement courte. Bans de tels cas, tous les filaments ayant une longueur suffisante pour être pinces par les rouleaux alimentaires
et délivreurs sera tendu par eux, et sera brisé par les arêtes briseuses de la manière décrite plus haut. D'autres adaptations du perfectionnement, encore, seront évidentes pour les hommes du métier,
et il doit être compris par conséquent que l'invention ne doit pas être considérée comme limitée au procédé et aux dispositifs spécifiques décrits plus haut.