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"APPAREIL DE REGULATION POUR RADIATEUR A GAZ
L'objet de la présente invention est un dispo- sitif de regulation applicable aux radiateurs à gaz de tous types et plus particulièrement à ceux dans lesquels un brûleur est disposé dans une chambre de combustion reliée à une cheminée d'évacuation des gaz brûlés , par l'intermédiaire d'un coupe-tirage, la chambre de combus- tion étant placée à l'intérieur d'une gainecommuniquant par le bas et par le haut avec l'enceinte à chauffer, l'émission de la chaleur s'effectuant par confection, ou par convention et radiation combinées.
'La présente invention a pour but d'augmenter la sécurité et-la précision de fonctionnement de ces dispo- sitifs, touten réduisant très sensiblement leur encom-
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brement et leur prix de revient, grâce à une simplifi - cation de leur construction.
Elle consiste essentiellement dans l'emploi,de préférence dans un ensemble unique, de tout ou partie des éléments suivants :
1 ) Un robinet d'admission de gaz.
2 ) Un filtre facilement démontable protégeant tout le dispositif de régulation contre le dépôt de pous- sières en suspens dans le gaz.
3 ) Un détendeur qui maintient constante la pres- sion d'alimentation du brûleur,quelle que soit la pres- sion du gaz dans le réseau de distribution.
4 ) Un clapet de sécurité dit clapet "à minima" solidaire du clapet de détendeur et qui arrête automa- tiquement l'arrivée du gaz au brûleur, si la pression du gaz dans la conduite d'alimentation descend au-des- sous d'un minimum déterminé. Ce clapet reste ensuite fermé, même si la pression de gaz revient à sa valeur normale et cela jusqu'à ce que l'usager agisse manuel- lement sur un bouton de réarmement pour le réouvrir.
5 ) Un bouton de réarmement actionné par la ma- nette du robinet d'admission en réouvrant automatique- ment le clapet de sécurité "à minima" à chaque manoeuvre dudit robinet. Ce bouton s'efface dans une cavité, mé- nagée dans la manette, quand le robinet est grand ouvert de manière que le clapet de sécurité puisse à nouveau se déplacer librement et remplir la fonction qui lui incombe.
6 ) Un tube d'équilibrage faisant communiquer l'espace situé sur la face arrière de la membrane du détenteur avec le coupe-tirage ou la buse d'évacuation des gaz brûlés, de manière à assurer l'évacuation dans la cheminée du gaz qui pourrait fuir accidentellement
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par suite d'une rupture de ladite membrane.
7 ) Une vis de réglage du débit permettant a'adapter le débit en gaz de l'appareil au pouvoir calorifique de ce gaz.
8 ) Un troisième clapet dit "principal" fonctionnant par tout ou rien commandant l'admission du gaz au brûleur,. en fonction de la température du local à chauffer.
9 ) Une valve auxiliaire commandant l'arrivée du gaz à la veilleuse de l'appareil.
10) Une bilame de sécurité chauffée par la veilleuse et agissant sur la valve auxiliaire ci-dessus.
Il ) Une bascule de sécurité coagissant avec la valve auxiliaire et avec un ressort de rappel pour empêcher l'ou- verture du troisième clapet "principa.l" si la veilleuse n'est pas allumée, et pour le refermer i elle vient de s'éteindre.
12 ) Une bilame thermostatique sensible à la température de l'air au local à chauffer, actionnant le troisième cla- pet "principal" sa position étant réglée par une came liée à un index se déplaçant devant un cadran indiquant la tem- pérature de chauffage choisie.
13 ) Un dispositif amortisseur et stabilisateur, empê- chant les oscillations entretenues de la bilame thermosta- tique, au moment de l'ouverture du de la fermeture du troisi@ me clapet "principal".
14 ) Un allumeur du type "sympathie" permettant en une seule manoeuvre d'admettre le gaz à la veilleuse et d'allù- mer celle-ci de l'extérieur, puis revenant automatiquement à sa position de départ pour indiquer à l'usager que l'allu- mage de la veilleuse a bien été réalisé.
Le bloc de régulation, groupanten un ensemble unique tous les éléments ci-dessus, est en outre disposé par rapport à la chambre de combustion et au coupe-tirage de manière : a) que le bilame de sécurité chauffée par la veil-
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leuse se trouve sousl'influence d'un courant a'air as- cendant passant dans un espace ménagé entre le bloc de ré- gulation et un écran réflecteur protégeant ledit bloc contre le rayonnement calorifique de la chambre de combus- tion, cette disposition ayant pour but d'accélérer le refroi dissement de la bilame de sécurité quand la veilleuse s'é- teint forfuitement et de hâter ainsi le moment où toute admission ae ga.z est arrêtée, tant à la veilleuse qu'au brûleur.
b) que la bilame thermostatique qui agit sur le troisième clapet dit "principal" se trouve plongée à l'une de ses extrémités dans 14 coupe-tirage de l'appareil de manière à la soumettre soit à l'action de l'air aspiré par le coupe-tirage dans le local à chauffer, soit à l'ac- tion des gaz brûlés et chauds qui font retour par ce coupe-tirage quand leur évacuation par la cheminée devient impossible par suite d'une obstruction de celle-ci ou d'un renversement du tirage. c) que cette même bilame thermostatique soit soumise en outre à l'action du courant d'air ascendant induit par la convection à l'intérieur de la gaine entourant la chambre de combustion.
d) que la bilame thermostatique soit enfin soumise à une fraction réglable à volonté , du rayonnement de la chambre de combustion et éventuellement du récupéra.teur, afin d'avancer le moment où. elle provoque la fermeture du clapet principal et de compenser ainsi l'émission calori- fique du radiateur dans le local pendant le temps qui suit immédiatement l'extinction au brûleur. e) que le remplacement d'un bloc de régulation dé- fectueux par un autre bloc lonctionnant correctement puisse s'effectuer très rapidement, et sans démontage du radiateur ou des éléments de régulation, ceci afin d'immobiliser le moins longtemps possible ledit radiateur.
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A titre d'exemple, on a représenté aux aessins anné- xés un dispositif de régulation conforme à la présente inven- tion et adapté à un radiateur à gaz chauffant par convection et radiation combinées.
La figure 1 est une coupe verticale du dispositif de régulation suivant la ligne II-II de la figure 2.
La figure 2 est une vue de face du même dispositif suivant I-I de la figure 1.
La figure 3 est une vue arrière du dispositif, suivant III-III de la figure 1.
La figure 4 est une coupe horizontale saivant la ligne IV-IV de la figure 1.
La figure 5 est une coupe verticale du radiateur par le de pàan/symétrie du dispositif de régulation suivant la ligne II-II de la figure 2.
La figure 6 est une coupe horizontale du radiateur sui- vant V-V. de la figure 5.
En se reportant aux dessins et suivant la sens de circulation du gaz, le bloc de régulation comprend une arri- vée de gaz 1, commandée par un robinet à boisseau 2, dont l'étanchéité est assurée par le ressort 3,
La manette 4 du robinet comporte sur sa t'ace arrière une cavité, dans laquelle vient se loger librement l'extrémit hémisphérique du poussoir de réarmement 7, quand le robinet est grand ouvert.
Le couvercle démontable 6 permet d'accéder aux fins de nettoyage au filtre 5, à travers le quel passe le gaz avant de franchir le clapet 8 du détenteur, solidaire du clapet de sécurité 49 dit "à minima" disposé en sens inverse , et de la membrane flexible 9.
Le gaz détendu passe ensuite dans la chambre 11 par un conduit d'équerre, dont la section est contrôlée par la vis 10 du réglage du débit.
Il peut alors alimenter l'injecteur 32 et la veilleuse
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16 dansla mesure permise par l'ouverture du clapet dit "principal" 12 et de la valve de veilleuse 15.
A l'arrêt, le clapet 12 est maintenu sur son siège par le ressort 14 agissant sur une extrémité de la bascule de sécurité 13, qui oscille autour d'un axe d'oscillation disposé en son milieu.
La valve de veilleuse 15 est sollicitée de son côté vers la position de fermeture par un ressort de rappel. Elle ne peut s'ouvrir que sous l'action de la bilame de sécurité 22 chauffée par la flamme de la veilleuse 16.
La bilame de sécurité 22 à la forme d'un étrier à branches inégales, la plus courte d'entre elles étant fixée au corps supérieur 19 du bloc de régulation et la plus lon- gue portant la vis de réglage 17 agissant sur le clapet de la veilleuse 15.
A côté de la vis de réglage 17 la bilame de sécurité 22 comporte une bosse 16 sur laquelle peut agir l'extrémité inférieure de/La vis de réglage 20 portée par l'axe oscil- lant 21 de l'allumeur.
Le corps supérieur 19 est fixé par l' intermédiaire de quatre colonnettes ( telles que 23) sur la face avant de la chambre de combustion 26 du radiateur.
Toutefois, pour protéger le bloc de régulation contre le rayonnement intense de la chambre de combustion 26, un écran réflecteur 24 en métal poli sur les deux faces et un joint isolant 25 en amiante sont serrés par les colon- nettes contre la paroi avant de la chambre de combustion 26.
La longueur des colonnettes 23 et la dimension de la bilame L2 sont choisies de manière que la partie semi-cir- culaire de la bilame de sécurité se situe sensiblement au milieu de l'espace libre, compris entre l'écran réflecteur 24 et le copps 19 du bloc de régulation.
En outre, la bilame est placée légèrement au-dessus de la flamme de la veilleuse 16 qui pénétre dans la chambre
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de combustion par une ouverture convenablement ménagée dans l'écran 24.
La flamme de la veilleuse communique la combustion au brûleur constitué par la rampe 30 située sensiblement dans l'axe de la chambre de combustion et par le mélangeur 31 profilé en forme de convergent-divergent, dans lequel le gaz débité par l'injecteur 32 reçoit une addition d'air primaire.
Le clapet "principal" 12, qui tend à se fermer sous l'action du ressort 14 de la bascule de sécurité 13 et aussi sous l'action de son propre poids et de la pression de gaz régnant dans la chambre 11 tend à s'ouvrir sous l'action antagoniste de la bilame thermostatique 37 agissant sur lui par l'intermédiaire du piston 38, muni de gorges d'é- tanchéité et de l'aiguille 39 reposant par son extrémité inférieure sur la vis de réglage 42 solidaire de la bilame 37.
La bilame thermostatique 37 est solidàire par son ex- trémité de droite du chassis 35 pivotant autour de l'axe 34 porté par un deuxième chassis 36, fixé rigidement au corps inférieur 51 du bloc de régulation. L'extrémité de gauche de la bilame 37 qui porte la vis de réglage 42 est libre.
Le chassis 35 est rappelé vers le haut par le ressort de rappel 45 agissant à l'encontre du poussoir 44 dont les déplacements verticaux sont commands par une came 43 profi- lée en forme de spirale et qui tourillonne sur la'partie extérieure du couvercle du détendeur 46.
Cette came est solidaire de deux bras 52 visibles sur la figure 3 et qui se déplacent en forme d'index devant les deux cadrans symétriques 53 et 54 de la figure 2, gradua en température.
Sur la bilame 37 se trouve fixé un ressort à lame 41 dont l'extrémité supérieure trotte sur l'équerre 4 0 fixée sur le chassis 33.
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L'équerre 40 et le ressort de friction 41 constituent un amortisseur de vibrations empêchant les oscillations entre- tenues de la bilame 37.
Le détendeur proprement dit est constitu, comme nous l'avons dit, par un équipage mobile, comprenant le clapet détendeur 8, le clapet ae sécurité 49 dit "à minima", ais- posé en sens inverse du précèdent, et deux coupelles métal- liques serrant entre elles la membrane souple 9 dont le pour- tour extérieur est serré entre le corps inférieur 51 du dispo sitif de rgulation et le couvercle de détendeur 46. L'équi- page mobile eoulisse le long du guide 50, solidaire au cou- vercle de détendeur 46. Il est repoussé en sens inverse de la circulation du gaz par le ressort de détendeur 48, dont la tension est réglable par l'intermédiaire de l'écrou 47 vissé sur la partie filetée du guide 50.
Le conduit d'équilibrage 33 .permet de faire régner sur la face arrière de la membrane 9 une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique et assure en outre l'éva- cuation dans la buse de sortie 29 du radiateur du gaz qui pourrait s'échapper du détendeur en cas de crevaison acci- dentelle de la membrane 9.
Les figures 2, 3 et 4 illustrent plus particulièrement l'allumeur comprenant l'axe 21, portant la vis de réglage 20, le tube d'allumage 55, dont les deux extrémités sont repliées à angle droit, l'une d'entre elles étant coaxiale de l'axe 21 lequel est solidaire du levier d'allumage 56, l'autre comportant un trou 57, qui peut se placer exacte- ment Gans l'axe de la veilleuse, ainsi qu'il est indiqué sous le repère 57a de la figure 1 grâce à un pivotement convenable de l'axe d'allumage 21.
En se reportant aux figures 5 et 6, le radiateur pro- prement dit comprend la chambre de combustion ±6, la récupé- rateur 27, le coupe-tirage 28 et la buse d'évacuation 29.
Ces éléments , qui forment l'échangeur de température
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sont entouras d'une gaine de circulation de l'air ambiant comprenant le fond arrière 58, les flasques latérales 59 et le grillage 60.
Le tout est supporté par les pieds 61 sur lesquels sont fixés la chambre de combustion 116, le récupérateur 27 et les flasques 59.
Sur le devant, ce grillage permet à la face avant de la chambre de combustion de rayonner dans le local à chauffer .
Sur le dessus, le grillage permet le libre passage de l'atr chauffé par convection par la face arrière de la chambre de combustion et par le récupérateur.
L'écran r6flecteur 24 protge contre le rayonnement le bloc de régulation représenté sommairement en 52. On remarquera que grâce à la disposition adoptée la bilame ther- mostatique 37 est soumise à la double action du courant d'air induit par convection entre la chambre de combustion et le récupérateur, et au courant d'air aspiré à l'extrémité in- férieure du coupe-tirage 28.
Ceci posé, le fonctionnement du dispositif est le suivant :
A l'arrêt, le robinet ;5-' est fermé et la manette 4 est horizontale. La pression étant nulle dans la chambre qui contient le filtre 5, le ressort du détendeur 48 repousse vers la gauche l'équipage mobile du détendeur. Le clapet détendeur 8 est donc grand ouvert et son extrémité de gauche est très voisine du poussoir de réarmement 7, sans toutefois le toucher. Le clapet de sécurité 49 dit "à minima" est par contre fermé.
Le ressort 14 maintient fermé le clapet principal 12 car sa tension est très supérieure à l'effort antagoniste que peut exercer sur ce clapet le vilaine 37 même si la température ambiante est très basse.
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La valve de veilleuse 15 est également fermée : un premier jeu est monade entre le dessous de cette valve et la branche de gauche de la bascule de sécurité 13 : un second jeu, inférieur au procèdent, est ménage entre la tête de la valve 15 et la vis de réglage 17, solidaire de la bilame de sécurité 22.
L'axe d'allumage 21 est tourné de manière que le levier d'allumage 56 soit vertical et la branche inférieure du tube d'allumage 55 se trouve à sa position a plus basse, indiquée en 57 sur la figure 1.
Enfin, la vis 20 du levier d'allumage n'a aucun contact avec la. bilame 22; elle est réglée de manière que toute cotation de l'axe 21 dans le sens inverse de l'aiguille d'une montre provoque l'abaissement de l'extrémité libre de la bilame par l'action de l'extrémité de la vis 20 sur la bosse 18 de la bilame 22.
Pour allumer l'appareil% on tourne d'un quart de tour le rooinet 2 en amenant la manette 4 à la verticale. Pen- dant ce mouvement, le poussoir de réarmement7se trouve momentanément enfoncé par la manette vers la droite , puis revient de lui même vers la gauche sous l'action de son ressort de rappel quand la cavité ménagée sur la face ar- rière de la manette vient se présenter en face dudit poussoir.
Ce mouvement d'aller et retour du poussoir de réarme- ment 7 a pour effet n'ouvrir le clapet de sécurité 49 et la pression de gaz s'établissant alors dans le corps du filtre dans le détendeur et la chambre 11, maintient le détendeur ouvert à l'encontre du ressort de détendeur 48.
On tourne ensuite, dans le sens inverse des ai- guilles d'une montre, l'axe 21 du dispositif d'allumage en agissant à cet effet sur le levier 56, situé à l'exté- rieur du bloc.
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Cette rotation , qui est limitée par une butée appro- priée a pour effet de pousser vers le bas l'extrémité libre de la bilame 22 par l'action de la vis 20 sur la bosse 18.
Ce mouvement provoque l'ouverture de la valve de veilleuse 15 sans toutefois que le clapet entre en contact avec la bascule de sécurité 13. Simultanément, le tube d'allumage passe de la position 57 à la position 57a.
La valve 15 étant ouverte, le jet de gaz qui s'échàppe de la veilleuse 16 pénétre dans le tube d'allumage par le trous 57a ; il s'échappe à l'air libre par l'extrémité oppo- sée du tube d'allumage concentrique au levier 560
Si l'on présente alors une allumette en ce point, la combustion se propage "par sympathie" à l'intérieur du tube et allume la veilleuse.
Celle-ci chauffe la bilame 22, dont l'extrémité libre @ se déplace, vers le bas.
Pendant ce mouvement la bosse 18 cesse d'être en con- tact avec l'extrémité de la vis 20 tout frottement étant ainsi supprimé sur l'axe d'articulation 21, le tube d'allu- mage 55 et le levier d'allumage 56 reviennent à leur position de repos : ce mouvement, visible de l'extérieur, annonce que l'allumage de la veilleuse est bien réalisé.
La valve 15 , qui s'était déjà ouverte au cours de la manoeuvre précédente, s'ouvre de plus en plus et vient agir sur la bascule 13 à l'encontre du ressort de rappel 14, ce qui libére le clapet principal 12.
Si la température ambiante est inférieure à celle qui est indiquée sur les cadrans 53 par les index 52, solidaire de la came 43, la bilame 37 est sous tension et ouvre le clapet 12 ; le gaz est alors admis à l'injecteur 32. Il reçoit une addition d'air primaire dans le mélangeur 31 et s'allume le long de toute la rampe 30 à partie du point milieu, auquel aboutit la flamme de la veilleuse.
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L'appareil chauffant, un courant d'air ascendant est induit par convection entre la chambre de combustion 26 et le récupérateur 27.
Un second courant d'air ascendant s'établit également à l'intérieur du coupe-tirage 20 vers la buse de sortie 29.
Ces deux courants, formés par l'air du local à chauffer frappant la bilame thermostatique 37 et accélèrent sa mise en équilibre- de température avec le local ; onaugmente ainsi la sensibilité et la précision du réglage thermos- tatique.
Au fur et à mesure que la température dans le local à chauffer s'élève, la bilame 37 se cintre vers le bas et tend à fermer le clapet 12. Quand celui-ci est suffisamment proche de son siège, il se ferme brusquement sous l'action du flux da gaz passant de la chambre 11 dans l'injecteur 32.
La vis 42 est réglée de manière que cette fermeture se produise au moment où la température du local concorde avec l'indication portée sur'les cadrans 53 en face des index 52.
Le radiateur cessant de chauffer, la température du lo- cal s'abaisse.
La bilame 37 soumise à l'action d'un courant d'air, qui est la température de la pièce, se contracte de nouveau vers le haut et tend à soulever le clapet 12.
Celui-ci reste toutefois sur son siège aussi longtemps que la tension de la bilame 37 est inférieure au produit de la pression de gaz dans la chambre 11 par la, section du clapet 12.
Dès que ces deux efforts sont égaux, il y a ouverture brusque du clapet 12 et réallumage de la rampe 30.
L'action au ressort 41 sur le frotteur 40 6vite qu'au moment de l'extinction et du réallumage le clapet 12 ne prenne un mouvement d'oscillation entretenue, le frottement entre 40 et 41 absorbant l'énergie communiquée à l'ensemble du clapet 12 du piston 38 et de l'aiguille 39 par l'écoule-
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ment du gaz sous le clapet 12.
On peut, en outre, soumettre la bilame thermostatique à une partie du rayonnement de la chambre 26 et du récupéra- teur 27, grâce à des trous ou fentes convenablement ménagés sur le dessus du chassis 36. Ce rayonnement accélère le mo- ment où la bilame ferme le clapet principal 12 et compense ainsi l'émission des calories de convection que le radia- teur continue à verser dans le local à chauffer pendant les quelques minutes qui suivent l'extinction du brûleur.
On obtient ainsi plus de pression dans le réglage de la tem- pérature ambiante*
En marche l'appareil est protégé par les éécurités suivantes :
1 ) Si la pression du gaz dans le réseau est supérieur à la pression de réglage, le détendeur agit pour la ramener à la valeur correcte ; évite ainsi un excès de débit de gaz par la veilleuse 16 et par l'injecteur 32 et par suite une surchauffe de la chambre de combustion 26.
2 ) Si le gaz vient à manquer forfuitement au réseau de distribution ou que sa pression devienne trop basse, la pression qui s'exerce sur la membrane 9 devient insuffisante le clapet 49 " à minima" se ferme alors sous l'action du ressort 48 : reste fermé quand la pression de gaz revient, parce que l'action ae cette pression sur la section du cla- pet 49 est insuffisante pour vaincre la tension du ressort 48, lequel est calculé pour équilibrer l'action de cette même pression sur ta surface totale de la membrane 9, très supérieure à celle du clapet 49.
Tout passage ae gaz étant ainsi interrompu vers le brûleur, la veilleuse et la rampe s'éteignent ce qui pro- voque successivement la fermeture du clapet 12, puis celle de la valve 15 au fur et à mesure du refroidissement de la bilame 22.
Le réallumage n'est possible qu'en manoeuvrant
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d'un quart de tour la manette 4, dans les deux sens, ce qui provoque par l'intermédiaire du poussoir de réarmement 7 la réouverture mécanique du clapet 49 "à minima" et la ré- admission de la pression du gaz sur la membrane 9 au dten- deur.
3 ) Au cours de l'allumage , aucun gaz n'est admis à l'injecteur 32 et par suite dans la rampe 30, aussi longtemps que la veilleuse 16 n'est pas allumée, puisque c'est celle-ci qui chauffant la bilame .Il. provoque la. rota- tion de la bascule 13 et par suite la libération du clapet 12.
4 ) Si la veilleuse vient à s'éteindre accidentelle- ment pour une cause quelconque, toute admission de gaz au brûleur puis à la veilleuse, cesse ; eneffet, la. bilame 22 en refroidissant sous l'action du courant d'air entre le bloc de régulation et l'écran réflecteur 24 son extré - mité de gauche se relève , ce qui provoque successivement la fermeture du clapet 12 sous l'action du ressort 14 de la bascule de sécurité 13, puis celle de la.valve 15.
5 ) Si l'appareil refoule, par suite d'un défaut de tirage ou de l'obstruction ae la chemine, les produits de la combustion qui sont trèschauds et qui auraient dû s'échapper par la buse 29 sortant par le bas du coupe tira- ge 28; ils entrent alors en contact avec la bilame 37 et celle-ci, brusquement chauffée, ferme immédiatement le clapet 12 et par suite toute arrivée de gaz au brûleur : on évite ainsi de légagement permanent de gaz brûlés dans le local à chauffer.
On remarquera que, tous les éléments du bloc de ré- gulation forment un ensemble unique qu'il est facile de dé- solidariser du raaiateur en démontant simplement les écrous qui fixent ce bloc sur les colonnettes, le remplacement d'un bloc défectueux par un bloc de rechange est donc grandement facilité.