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Diverses propositions ont été faites et quelques grandes constructions réalisées, de vastes'réservoirs souterrains pour carburants, huiles de chauffage ou autres produits d'huiles minéral dans lesquels le liquide à emmagasiner ayant un poids spécifique Inférieur à 1 est port par une masse d'eau se trouvant au fond du réservoir;, cette nasse d'eau étant à son tour en communication avec des eaux souterraines, une eau de surface voisine ou un niveau d'eau, réalise artificiellement et exerçant une pression.
Dans un système communicant, ainsi. réalisé, le niveau de l'huile s'établit toujours plus haut Cille le niveau de pression de l'eau portante, dans une certaine .'césure dépendante du poids spécifque de l'huile et de la hauteur de la masse d'huile. Cela signifie nu'ij
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y a toujours une chute de pression de l'intérieur vers l'extérieur aux parois intérieures d'un réservoir communiquant avec l'eau souterraine.
Lorsque les parois du réservoir ne sont pas absolument étanches, comme c'est généralement le cas dans les chambres non revêtues creusées à l'aide d'explosifs dans des roches, ou dans des réservoirs en béton enfouis dans des couches perméables du sol, le liquide huileux emmagasiné fuit continuellement dans les eaux souterraines avoisinantes, ce qui provoque rapidement une pollution de l'eau souterraine, inadmissible au point de vue santé, économi- que ou pour d'autres raisons, indépendamment des pertes de matière précieuse.
Il existe différentes possibilités d'éviter'ce préjudice de l'eau .souterraine : a) Prévoir un revêtement intérieur imperméable à l'eau, qui, dans les réservoirs aménagés dans la.roche, est à appliquer sur une couche de béton égalisatrice, et, dans les réservoirs en béton, directement sur les parois intérieures, un tel revêtement pouvant être constitué par des tôles simples ou des tôles d'acier, ancrées, des bandes isolantes ou des badigeonnages isolants con- venables.
Ce revêtement doit être bien ancré sur la paroi extérieure, étant donné que lors de r4visions, nécessitant une vidange complète du réservoir il se produit une différence de pression de l'extérieur vers l'intérieur, et il y a danger que le revêtement s'arrache si l'ancrage n'est pas suffisant. b) Le montage d'une paroi d'isolement, indépendante, située à une certaine distance de la paroi du réservoir, mouillée extérieurement par l'eau et intérieurement par l'huile, se termi- nant peu au-dessus du fond et avantageusement constituée par de la tôle d'acier. Dans des conditions normales, cette paroi est uniquement sollicitée par la différence de pression existant entre l'huile et l'eau et peut donc être mince.
La perméabilité de la paroi du réservoir (béton ou palplanches) n'est pratiquement nas nuisible, du fait que l'eau seule peul; suinter et non l'huile.
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Lors des ré-iisiot-is, las deux cotes, de la paro)"¯à"isN3e1ment peuvent être examinés et entretenus efficacement. c) Dans une forme de construction autrement réalisée, on ne prévoit aucun revêtement et on provoque artificiellement une différence de niveau continue de l'eau souterraine suintant par les fentes des ,roches ou par les. pores des réservoirs en béton, et cela en aspirant continuellement à l'aide d'une pompe, tandis, qu'en même temps la pression de' l'eau du réservoir, portant Phuile est abaissée dans une mesure 'telle que le niveau d'huile se situe plus bas que le niveau de 1'eau extérieure.
Des variantes de cette forme de réalisation se rapportent aux niveaux d'huile plus élevés et nécessitent alors de rendre étanche la partie supérieure du réservoir. Comme l'efficacité de ce -procédé est basée sur le maintien continuel de la différence de niveau entre l'extérieur et l'intérieur, ce qui nécessite le travail incessant des pompes, il ne peut être économique qu'aux endroits où le terrain est particulièrement dense, ou aux endroits où des roches moins dures peuvent être rendues étanches par des injections.
Si l'état de permanence "quantité pompée - quantité d'eau suintée" est perturbé par l'arrêt des pompes, l'accumulation de l'eau suintée dans le fond du réservoir a aussi pour effet de faire monter plus ou moins vite le niveau. de l'huile, et il y a. alors le danger que de l'huile s'infiltre dans l'eau souterraine*
La. présente invention a pour objet une construction avantageuse de réservoirs souterrains pour emmagasiner en sécurité des linuides hydrophobes sur de l'eau en supprimant avec certitude tout suintement d'huile, la nression de l'eau portante appuyant
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le liquide contre la voLtI.- du réservoir.
L'éLanchéitP de la chambre deerariiaeasinage de l'hvi.l.e, latéralement et au-dessus, est réaliséde, suivant les circonstances, par les procédés précités a ou b. L'invention consiste en ce que le réservoir comprenant
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une voate, une paroi. p4riph<Ùricne et un fond, possède une ou pli- sieurs cheminées s'étendant généralement de la voûte au fond, et qui
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établissent la communication entre là chambre du réservoir et l'eau portante (eau souterraine, eau extérieure ou système d'eau sous pression). Lorsque l'eau portante est de l'eau souterraine, la ou les cheminées communiquent avantageusement avec l'eau souterraine par un ou plusieurs filtres. Dans certaines conditions de travail, on peut encore relier au réservoir, un réservoir auxiliaire pour l'eau portante.
Le réservoir peut être établi, dans des terrains allant du meuble au compact ou rocheux et contenant plus ou moins d'eaux souterraines, et cela suivant un des modes de construction connus, par exemple par le procédé à caisson, à puits ou à abaissement de la nappe aqueuse souterraine, à ciel ouvert; il est économique au point de vue utilisation et entretien.
D'autres caractéristiques et détails de l'invention ressortiront de la description ci-après.
Les dessins annexés montrent, à titre d'exemple, trois formes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 est une coupe par la ligne I-I de la fig. 2, montrant un réservoir établi suivant le procédé à caisson.
La fig. 2 est une coupe par la ligne II-II de la fig.l.
La fig. 3 est une coupe comme la fig. 1 mais avec un réservoir auxiliaire.
La fige 4 est une coupe par la ligne IV-IV de la fig. 5, montrant un réservoir établi suivant le procédé à ciel ouvert, et
La fig. 5 est une coupe par la ligne V-V de la fig. 4.
Dans les formes de réalisation montrées sur les figs.
1, 2 et 3, le réservoir est du type à caisson enterré. Ses dimensions sont limitées économiquement par les difficultés d'établissement du caisson, augmentant en fonction de la surface et de la profondeur de soutènement de la voûte du réservoir. Il est avanta- geux de donner au réservoir une section transversale circulaire étant donné que la pression de l'eau souterraine sur la paroi extérieure du réservoir peut prendre des proportions considérables, tant lors de la construction que des révisions ultérieures, alors
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que pendant l'utilisation normale la pression de 1-'eau,, générale- ment uniforme, est compensée par la pression du contenu du réservoir.
Ce réservoir est constitué par une voûte 1, avantageu- sement épaisse, une paroi 2, un fond 3 et une cheminée cylindrique 4 continue de la voûte au fond. Cette cheminée peut aussi avoir une autre section transversale et ne doit pas se trouver nécessairement au centre géométrique de la forme extérieure du réservoir. On peut aussi prévoir plusieurs cheminées, ou éventuellement des tubes d'un diamètre convenalbe. La cheminée 4 a généralement les rôles suivants :
1) Au cours de l'utilisation du réservoir' elle constitue un récipient intermédiaire communiquant normalement avec l'eau souterraine ou un autre 'système d'eau donnant la pression dans la chambre à huile R, mais d'autres conditions de pression peuvent aussi être réalisées à l'aide de robinets ou de pompes.
2) Pendant la construction-, elle constitue un arrêt pour l'eau de ballast, dont la chambre à huile peut être remplie pendant la descente du réservoir, afin de supprimer le frottement de la paroi, et elle simplifie l'installation de l'appareillage à air comprimé.
3) Pendant la mise à sec elle permet d'entretenir les robinets, trous d'homme, portes de révision, pompes,instruments de mesure et autres dispositifs de travail montés à cet endroit, de même qu'elle permet l'accès à la chambre d'emmagasinage vidée R.
4) Elle peut être pourvue en vue d'une grande révision, d'une pompe à grande puissance qui; en faisant baisser le niveau de l'eau souterraine, engendre une rédaction de la force ascendante agissant sur tout le réservoir.
5) Enfin, elle sert de soutien pour la voûte.
Aprs la descente du caisson dans le sol qui,étant un processus de construction connu, ne doit plus être décrite, il est avantageux, selon les conditions locales, de ne pas revêtir
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de b4ton la chambre de travail 5, ou de ne la revêtir que partielle-. ment, et de la munir d'une couche filtrante afin de faciliter l'aspiration de l'eau souterraine. La cheminée 4 possède générale- ment un fond intermédiaire 6 traversé par une conduite 7 obturable par un robinet.
Pour s'adapter à différentes couches de sol contenant de l'eau souterraine, par exemple lorsqu'on ne peut amener suffisamment d'eau par le bas, on peut comme c'est montré à gauche sur la fige '1, prévoir à l'extérieur et contre la paroi 2, sur toute ou partie de la hauteur de la paroi, une couche 9, par exemple de béton filtrant, agissant à la manière d'un filtre.
La couche filtrante latérale 9 communique avantageusement avec le filtre 5 du fond, par des tuyaux 10. Le filtre latéral 9 est de préférence descendu dans le sol en même temps que le réservoir.
Pour mieux permettre l'arrivée de l'eau souterraine, la ou les cheminées peuvent aussi être prolongées sous le fond 3, et/ou, on peut aussi enfoncer des tubes de sondage 8 'depuis le filtre de fond 5 jusqu'au couches plus profondes contenant de l'eau.
La chambre d'emmagasinage proprement dite R, peut être rendue étanche soit par le procédé.@:, soit par le procédé b, pour empêcher des fuites d'huile. Il semble que le procédé a convienne particulièrement pour les surfaces de la cheminée 4 tournées vers la chambre d'emmagasinage R, de la voûte 1 et de la paroi extérieure 2 (moitié gauche de la fig. 3), tandis que pour le fond 3, uniquement mouillé par l'eau, il ne faut généralement pas le rendre étanche.
Il sera souvent avantageux de prévoir pour les parois extérieures 2, un dispositif d'étanchéité 11 placé librement à une certaine distance, comme montré à droite sur les figs. 1, 2 et 3 et sur les figs. 4 et 5. La chambre d'emmaghasinage R peut être délimitée par une enveloppe en tôle 11, de préférence en tôle d'acier, descendant jusque peu au-dessus du fond, de façon à laisser subsister à l'extérieur, pour les travaux de révision et de montage,.
un large espace annulaire 12 continuellement rempli d'eau. Les limites supérieure et inférieure de l'espace d'emmagasinage
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(II et N) sont déterminées et assurées par des appareils de contrôle, de manière que de l'eau ne puisse passer dans la conduite d'huile 17, ni de l'huile dans l'eau du fond, en dessous de N.
L'enveloppe en tôle d'acier 11, se raccordant hermétiquement à la voûte 1 et se trouvant soumise à la surpression intérieure de l'huile,, est réalisée soit sous forme d'une enveloppe cylindrique (figs. 1 et 2, moitié de gauche), soit sous forme de cloison séparatrice constituée par des tôles courbes, ou par des tôles planes renforcées et placées l'une à côté de l'autre, qui transmettent leur pression d'appui à la paroi annulaire extérieure en béton 2, par l'intermédiaire
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d'ontretoises verticales ou horizontales 13 (figs. le 2.et 3, . moitié de droite), ou à la paroi extérieure 2 en palplanches, ou l'équivalent (figs.
4 et 5). Grâce à cette répartition en étroites tôles courbes de faible rayon, on peut encore réaliser une certaine économie de poids pour la construction en acier, tandis que les parois extérieures 2 peuvent généralement absorber les pressions d'appui supplémentaires. Malgré toutes les mesures de précaution, tant au point de vue construction que fonctionnement, il se pourrait qu'au bout d'un certain temps des fuites d'huile se pro-
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duisent de la chambre d'einagasinage dans l'espace annulaire 12, et cette huile s'accumulerait dans la partie supérieure de cet espace.
Grâce à un système de tubes d'observation 38 qui, répartis sur le pourtour de l'espace annulaire 12, convergent tous vers un point d'observation central, on peut de temps à autre se rendre compte si, et dans quelle zone, se sont produites des fuites d'huile, pour
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ensuite pouvoir prendre les mesures qui s'imnosent, c' ost-\-dire aspiration périodique ou révision et rf'Ku'8.tjon dru réservoir.
A l'intérieur de la chambre R, formée par la cloison séparatrice 11, la voûte 1, lefond 3 et la cheminée 4, le liquide
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eYn<;iaga.cin4 14, nar efeaple de l'huile 1.nfl.a.n<iiabl.>;, est conservé sur] eau sortante 15 (lori t 1 r yli v"'nl1: ,un/r'i CUI' fit inférieur sont indiqués par FI et i'l, et sOlltir( naruno ,,Oriclu-1 1-(D de vic1:'np;0 17 obturable par un robinet l.f, et yrnzw¯1¯erucnt pourvue d'uüe pompe
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cette conduite pouvant en même temps être la conduite de remplissage.
Pour éviter dans la chambre d'emmagasinage, des accumulations d' air qui sont un danger d'explosion, cette chambre et l'espace annulaire 12 située entre le. cloison séparatrice 11 .et la paroi extérieure 2, sont maintenus sous une pression d'eau à l'aide d'une conduite 19 pourvue d'un robinet 18, commandé à partir de la cheminée 4, et cette pression est telle que le liquide emmagasiné est toujours en contact sous pression contre la voûte 1. Pour assurer cela également dans l'état du réservoir vidé jusqu'à la limite H, il faut dans la forme de réalisation de la fig. 1, que le réservoir soit enterré à une profondeur.telle dans le sol. que le niveau le plus bas de l'eau sousterraine NG, se situe plus haut que la surface intérieure de la voûte 1.
Sur la moitié gauche des figs. 1 et 2, le réservoir est rempli de liquide emmagasiné et sur la moitié droite il est vidé de ce liquide, donc représenta rempli d'eau portants 15.
Pour le fonctionner.lent normal il faut assurer qu'il rentre au moins toujours parle bas, par le filtre du fond 5, le robinet intermédiaire 7, la cheminée 4 et le robinet 18 de la chambre d'emmagasinage, une quantité d'eau souterraine dans la partie inférieure de cette chambre R, égale à la quantité d'huile soutirée par le haut par la conduite 17, sous l'action soit d'une pompe, soit de la surpression existant à ce moment là.
Lors du remplissage du réservoir, s'effectuant à l'aide d'une ponpe ou par gravité naturelle à partir d'un wagon citerne situé plus haut, d'un pipeline, etc., l'eau portante 15, chassée de la chambre d'emmagasinage R, circule en sens inverse, c'est-à-dire qu'elle est de nouveau refoulée à travers le filtre du fond 5 dans la nappe d'eau souterraine. Des dizaines d'années d'expérience ont montré qu'il n'y a généralement pas lieu de craindre qu'un carburant, ou d'autres produits d'huiles minérales quelconoues, se mélange avec l'eau portante, même d'aucune manière.
Toutefois, si le refoulement de l'eau portante dans la
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naope d'eau souterraine n'était pas permis;, par exemple à cause de la. proximité d'une installation de pompage d'eau, il est 8,vanta-
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C:Pl1Y de diriger l'eau -portante refoulée dans un réservoir auxiliaire 23 qui peut être situé à côté du réservoir principal, comme montré sur la fig. l, et communiquant avec celui-ci par une conduite 20 à vanne 21, ou comme montré sur la. fig. 3, prévu, gur la voûte 1 du réservoir principal et communiquant avec la cheminée 4; le réservoir auxiliaire peut aussi être une eau libre.
La construction d'un. réservoir auxiliaire peut a.ussi être nécessaire en cas de soutirages d'huile importants et par à- coups, qui ne permettent pas que des quantités d'eau de remplacement suffisamment importantes puissent a.rriver assez vite de la nappe d'eau souterraineou d'un autre système quelconque d'eau sous pression. L'eau portente à remplacer doit alors être prise du réservoir auxiliaire 23.
Lorsqu'un tel réservoir de compensation
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est aussi grand que le réservoir d.'emmagasinage d'huile, on peut réaliser une amenée d'ea.u étrangère d'une pisniere pratiquement in- dc-'-,endantc-.. c'0st--diI'e que l'installation en général ne doit pas tenir coi:>Dte des conditions de l'eau souterraine et nu'elle pourrait être établie, dans un sous-sol sans eau souterraine.
En pratinue, dans la plupart des cas, il suffit de prévoir un réservoir auxiliaire
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plus petite lorsque le remplacement de l'eau ne '1rf;.cnt: na,s' de difficultés -t 1r=olsrv'i], est nf)Qf:î1>l,' de faire passer (J" temps en temns l'rtlll (111 rffervoir auxiliaire Clans un aéra.teur préa.la1:'le, éventuellement après cbrifieation nrra7.aVl: on vue de neutraliser d'éventuelle::, additions chimiques.
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La- forme de réalisation d la fin. z montrant un r0f-Cl'- voir auxiliaire 23 8j tué entihremcnt. sur la voûte 1 'du réservoir, peut tre particul:LfTc'H'en t avantageuse lorsque 1P niveau de l'eau souterraine se trouve profondément en dessous du niveau du so7¯, dll fait r:.11'&.10r8 1'excavéJt:ion ménagée clam le sol présente une utilité. La paroi 31 du réservoir peut alors 1luf,si se trouver sur la rive- (t(, 1.'es¯cuvri.¯ion, généralement inclinée et située au-dessus do ni vr fÜl de l'eau, 1;niil;1,1<ràine, comme montré à gauche sur la fig.3.
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Il est recommandable de prolonger la cheminée au-dessus du niveau supérieur de l'eau du réservoir, et éventuellement de la rendre accessible par un pont 32, de la protéger par un toit 27 et de la pourvoir d'une ouverture obturable 22, d'un trop-plein 33 et d'une conduite obturable de soutirage 34.
En manoeuvrant de façon appropriée la vanne de l'ouver- ture 22, la pompe d'eau souterraine 35, ou le robinet d'une con- duite d'arrivée d'eau non représentée, et une pompe éventuelle aspirant de la cheminée 4 vers le réservoir auxiliaire, on peut maintenir n'importe quel niveau d'eau entre le niveau maximum du réservoir auxiliaire et la vidange complète. Alors que normalement il faut tendre à obtenir dans la cheminée un niveau d'eau égal à celui lisible dans le tube de "Pegel", on peut l'élever momentané- ment, par exemple pour refouler le liquide d'emmagasinage par la conduite de vidange sans l'aide de la pompe à huile. Toutefois ce niveau peut aussi être abaissé moyennement, pour faciliter le remplissage du réservoir.
Par suite des différences de pressions qui se créent alors entre l'eau portante et l'eau souterraine, il se produit un faible et inoffensif écoulement d'eau à travers les pores et très étroites fissures du béton, mais sans sortie d'huile, et seulement si le bétonnage de la. semelle 3 et des parois n'est pas réalisé de manière absolument étanche, et pour ce qui concerne la paroi 2, si le procédé b a été applirué.
Si, par contre, il existe une différence de pression constante et considérable entre l'eau portante et l'eau souterraine, comme cela se présente dans le cas d'un réservoir qui n'est pas enfoncé assez profond t dans l'eau souterraine, ou lorsoue l'eau souterraine manque totale- ment, il est avantageux, pour Eviter de devoir pomper Dour compenser
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les pertes de pression dues au S11JntpT"pnt de l'eau, de protC{(:r toutes les surface:: sounjrcs t une urnress on, tent de la voûte et des parois rue du fond, à l'aide d'un ù!oi.rPn d'ô.tanch<'1,t' relié directmrent su béton, Fuivr-nt le procf>d(. 2, enrune montré sur la <11l)i tif. gauche de la fig. 3.
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Lors d'une grande révision, entraînant une non-utilisa- tion momentanée du réservoir, mais nécessaire seulement à de longs intervalles, la chambre d'emmagasinage R doit être vidée par évacuation de l'eau portante 15, après vidange préalable de l'huile.
Cela s'effectue avantageusement à l'aide de la pompe 36, montée 'dans la cheminée 4, en fermant le robinet 7 et ouvrant le robinet 18, tandis qu'en outre les robinets 24 et 25 doivent être ouverts pour éviter des surpressions unilatérales provenant de la cloison séparatrice en acier-11. Du fait de la réduction considérable des charges agissant sur le fond 3, ainsi obtenue, la force ascendante agissant sous le fond, peut éventuellement être plus forte que le poids propre plus la résistance que la.terre offre au frottement, ce qui équivaudrait à une montée du réservoir. Ce danger existe surtout dans les installations qui. ont -une grande charge sur là voûte 1 du réservoir, soit sous forme d'une grande quantité de terrés, soit d'un réservoir auxiliaire 23 rempli.
Dans ce cas, à l'aide d'une ou de plusieurs pompes puissantes et provisoires 35, qui pompent directement l'eau souterraine de la chambre de filtrage 5, on peut réduire dans la mesure nécessaire la pression au sol de l'eau souterraine. Des portes étanches de révision 26, ou des trous d'homme, sont prévus dans des endroits convenables de la cheminée 4, afin de permettre un accès aisé vers la chambre d'emmagasinage R.
Le réservoir de la. forme de réalisation des figs. 4 et 5, est construit en excavation ciel. Dans ce cas la construction à plat se fait seulement à profondeur moyenne sous le niveau de l'eau souterraine, de sorte qu'il n'y a pratiquement pas de limite aux dimensions et a.u diamètre du réservoir. leré- servoir également constitué par la vanne 1, la paroi périphérique 2, lefond 3, et une ou plusieurs cheminéesou tubes 4, peut sui- vant les conditions locales être établi.sur un radier continu 3 ou sur des pieux 28 entre lesquels est alors ancrée la plaque de fond (moitié gauche de la fig.4), ou sur plusieurs fondations séparées 39, entre lesquelles se trouvent des surfaces de fond
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AO, perméables on. imperméables (moitié droite de la fig.4).
ou avoir une paroi périphérique 2 massive (moitié droite des figs. 4 et 5) , ou constitues par des palplanches (moitié gauche des figs. 4 et 5) . En outre, le réservoir comporte des colonnes traversant le fond 3 et soutenant la voûte 1 du réservoir depuis le sol.
La paroi périphérique 2 et le fond 3 du réservoir, ne 'doivent pas être absolument étanches, lorsqu'on utilise une cloison séparatrice 11 indépendante, et cela. pour les raisons indiquées pour la forme de des figs. 1, 2 et 3; toutefois, pour le cas d'une grande révision, il faut tendre à une étanchéité maximum au moins pour la parpi. Les forces de pression de l'eau agissant sur la paroi périphérique et qui praticuement ne se produisent que lors de la construction ou d'une grande révision, sont transmises par la voûte et le fond, et s'équilibrent mutuelle- ment.
On peut avantageusement réduire par un abaissaient du niveau de l'eau souterraine, la force ascendante qui agit alors sur les plaques de fond 3, 40, car le poids propre, la. charge de terre et l'ancrage dans le sol d'éventuels pieux 28 ou de parois de palplanches ne seraient souvent pas suffisants. Cela peut être entrepris, de façon connue;, ?'. l'aide de puits à filtres, nais aussi au moyen de lacheminée 4, qui en vue d'augmenter l'efficatcité, peut être prolongée dans une forte mesure sous le fond du réservoir et être pourvue d'un filtre de fond 29 et éventuellement aussi d'un filtre latéral 30.
Comme la forme de réalisation montrée sur la fig. 4 ne possède pas la cloison séparatrice 6 entre le filtre de fond 5 et la cheminée , montrée sur les figs. 1 et 3, et que sa moitié droite présente une semelle perméable 40 réduisant la poussée vers le haut sur 1 a semelle, on peut supposer possible que l'eau portante soit refoulée dans la nappe'd'eau souterraine.
Suivant les conditions locales, il peut aussi être avantageux pour des réservoirs cylindriques somblables ceux des figs. 1 à 3, de rendre le fond 3 perméable en y partouant des ouvertures, éven- tuellement obturables, tout comme d'autres détails des figs. 1 à
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3, peuvent être prévus dans des réservoirs plats suivant les figs.
4 et 5, et vice-versa.
REVENDICATIONS.