FR2593911A1 - Method and installation for measuring a non-geometrical volume - Google Patents

Method and installation for measuring a non-geometrical volume Download PDF

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Abstract

The method according to the invention is characterised in that the volume to be measured is enclosed in a leaktight vessel, a known volume of air is introduced into the vessel or extracted therefrom and the variation in gas pressure which therefore results in the vessel is measured, this variation in the pressure being a function of the difference between the volume of the vessel and the volume to be measured of the body placed in this vessel, and the installation for implementation of this method comprises a first leaktight vessel called the measurement vessel capable of receiving the volume to be measured, this vessel having at least one opening which can be closed in a leaktight manner allowing the said volume to be measured to be introduced into the said vessel, a second leaktight vessel of known volume with means for pressurising the said second vessel, means for connecting the said two vessels in a controlled manner and measurement means for measuring, at least in the said two vessels, the pressure, temperature and hygrometry .

Description

Procédé et installation pour la mesure d'un volume non géométrique.Method and installation for measuring a non-geometric volume.

La pressente invention concerne la mesure de volumes non géo métriques présentant des caiites, notamment de volumes importants. Elle a été réalisée plus spécialement pour résoudre le problème qui consiste à mesurer le volume, et partant la densité, de bois en rondins ou en grumes mais elle est applicable à la mesure du volume et a' la détermination de la densité de tous corps et produits en vrac tels que le sable de forme complexe tels que les carcasses d'animaux, etc, dans lesquels la densité moyenne est caractéristique de l'hygrométrie et plus généralement de produits divers dont il peut être intéressant de mesurer le volume.The present invention relates to the measurement of non-geometrical volumes having caiites, in particular of large volumes. It was carried out more specifically to solve the problem which consists in measuring the volume, and therefore the density, of wood in logs or in logs but it is applicable to the measurement of the volume and to the determination of the density of all bodies and bulk products such as sand of complex shape such as animal carcasses, etc., in which the average density is characteristic of hygrometry and more generally of various products whose volume it may be advantageous to measure.

Dans FR-A-2 036 010 on propose,.pour mesurer le volume d'un corps de forme irrégulière, de l'enfermer dans une enceinte rigide munie d'une doublure souple déformable et de gonfler l'espace entre cette enceinte rigide et la doublure pour amener cette dernière au contact du corps dont on désire mesurer le volume. La différence entre le volume de l'enceinte rigide et le volume de fluide insufflé correspond théoriquement au volume du corps. On ne peut toutefois mesurer les cavités internes du corps qui peuvent occuper un très gros pourcentage du volume dans le cas par exemple d'un chargement de grumes.In FR-A-2,036,010, it is proposed, to measure the volume of an irregularly shaped body, to enclose it in a rigid enclosure provided with a flexible deformable lining and to inflate the space between this rigid enclosure and the lining to bring the latter into contact with the body whose volume is to be measured. The difference between the volume of the rigid enclosure and the volume of fluid injected theoretically corresponds to the volume of the body. However, the internal cavities of the body cannot be measured, which can occupy a very large percentage of the volume in the case, for example, of a load of logs.

FR-A-2 048 127 décrit un dispositif comportant une enceinte fermée destinée à recevoir le corps dont le volume est à déterminer communiquant avec une enceinte de volume variable dont on connaît le volume. Après détermination du volume de l'enceinte à volume variable qui donne une pression de valeur définie dans l'ensemble comprenant l'enceinte fermée vide, on place dans l'enceinte fermée le corps dont il s'agit de mesurer le volume et on accroit le volume de l'enceinte à volume variable pour rétablir dans le systeme la meme pression. La différence entre les volumes mesurés de l'enceinte à volume variable permet de déterminer le volume à mesurer du corps.Ce procédé de détermination du volume ne peut s'appliquer qu'à de faibles volumes, car l'accroissement de volume de l'enceinte à volume variable correspond à la somme de la variation du volume de l'enceinte de volume variable donnant la pression définie et du volume du corps à mesurer. Avec un corps à mesurer de grand volume, l'enceinte fermée doit avoir un volume nettement supérieur à celui du corps à mesurer et la variation de volume de l'enceinte à volume variable doit également être trams importante.FR-A-2 048 127 describes a device comprising a closed enclosure intended to receive the body, the volume of which is to be determined, communicating with an enclosure of variable volume, the volume of which is known. After determining the volume of the variable-volume enclosure which gives a pressure of value defined in the assembly comprising the empty closed enclosure, the body whose volume is to be measured is placed in the closed enclosure and the volume is increased. the volume of the variable-volume enclosure to restore the same pressure in the system. The difference between the measured volumes of the variable-volume enclosure makes it possible to determine the volume to be measured of the body. This method of determining the volume can only be applied to low volumes, because the increase in volume of the variable volume enclosure corresponds to the sum of the variation in the volume of the variable volume enclosure giving the defined pressure and the volume of the body to be measured. With a large measuring body, the closed enclosure must have a volume significantly greater than that of the body to be measured and the volume variation of the variable volume enclosure must also be large.

Le procédé conforme à l'invention qui échappe aux limitations précédentes est caractérise en ce que l'on enferme le volume à mesurer dans une enceinte étanche, on introduit dans l'enceinte ou extrait de l'enceinte un volume d'air connu et on mesure la variation de la pression gazeuse qui en résulte dans l'enceinte, cette variation de la pression étant fonction de la différence entre le volume de l'enceinte et le volume à mesurer du corps placé dans celle-ci.The method according to the invention which escapes the preceding limitations is characterized in that the volume to be measured is enclosed in a sealed enclosure, a known volume of air is introduced into the enclosure or extracted from the enclosure and measures the variation of the resulting gas pressure in the enclosure, this variation of the pressure being a function of the difference between the volume of the enclosure and the volume to be measured of the body placed in it.

Dans un premier mode de réalisation, l'enceinte étanche a un volume connu sous les différences de pression mises en oeuvre dans le procédé, enceinte dont les caractéristiques de l'ambiance sont connues et le volume d'air connu introduit dans l'enceinte ou extrait de l'enceinte est un volume d'air déterminé présentant des caractéristiques physiques, notamment un facteur de compressibilité, connues.In a first embodiment, the sealed enclosure has a volume known under the pressure differences used in the process, enclosure whose characteristics of the atmosphere are known and the known volume of air introduced into the enclosure or extract from the enclosure is a determined volume of air having known physical characteristics, in particular a compressibility factor.

Selon un second mode de réalisation, on augmente d'une valeur mesurable le volume de l'enceinte après introduction du volume à mesurer dans ladite enceinte pour que l'introduction ou l'extraction de l'enceinte du volume dtair connu donne la meme variation de pression gazeuse dans l'enceinte que l'introduction ou l'extraction du volume d'air connu de l'enceinte vide.According to a second embodiment, the volume of the enclosure is increased by a measurable value after introduction of the volume to be measured into said enclosure so that the introduction or extraction of the enclosure from the known air volume gives the same variation gas pressure in the enclosure as the introduction or extraction of the known volume of air from the empty enclosure.

Pour la mise en oeuvre de se second mode de réalisation, on peut loger dans l'enceinte de mesure une enceinte de volume variable étanche à l'air dont le volume maximum est supérieur au volume à mesurer, et on réduit, après introduction du volume d'air connu dans l'enceinte à mesurer, le volume de cette enceinte de volume variable, la valeur de ce volume étant mesurable et on note le volume qui rétablit dans l'enceinte la même pression gazeuse que dans le cas d'une enceinte vide avec le volume de l'enceinte de volume variable maximum.For the implementation of this second embodiment, it is possible to accommodate in the measurement enclosure an enclosure of variable airtight volume, the maximum volume of which is greater than the volume to be measured, and this is reduced, after introduction of the volume. of air known in the enclosure to be measured, the volume of this enclosure of variable volume, the value of this volume being measurable and the volume which restores in the enclosure the same gas pressure as in the case of an enclosure empty with the volume of the maximum variable volume enclosure.

Ladite enceinte de volume variable peut etre un volume d'eau contenu dans un bac, un volume télescopique, etc.Said enclosure of variable volume can be a volume of water contained in a tank, a telescopic volume, etc.

Selon une autre caractéristique qui dérive des méthodes de tarage généralement connues, on procède à une première mesure de la variation de la pression gazeuse en introduisant dans l'enceinte étanche sans corps présent dans l'enceinte, ou en extrayant de celle-ci, le volume d'air déterminé, à une seconde mesure après avoir placé dans l'enceinte un volume connu du même ordre de grandeur que le volume à mesurer puis à une troisième mesure avec le corps, dont le volume est à mesurer, mis en place dans l'enceinte.According to another characteristic which derives from the generally known calibration methods, a first measurement of the variation of the gas pressure is carried out by introducing into the sealed enclosure without a body present in the enclosure, or by extracting from it, the determined air volume, at a second measurement after placing in the enclosure a known volume of the same order of magnitude as the volume to be measured, then at a third measurement with the body, the volume of which is to be measured, set up in the enclosure.

Selon une autre caractéristique on associe à l'enceinte étanche de mesure, une deuxième enceinte de volume connu qui est gonflée avec un volume d'air connu et la mesure de la pression est effectuée avant et après mise en communication de cette deuxième enceinte avec l'enceinte étanche de mesure.According to another characteristic, there is associated with the sealed measurement enclosure, a second enclosure of known volume which is inflated with a known volume of air and the measurement of the pressure is carried out before and after placing this second enclosure in communication with the waterproof measurement enclosure.

Lorsque le volume à mesurer est introduit dans l'enceinte simultanément avec un volume parasite, par exemple le fardier ou la remorque sur lequel est chargé le bois, on procède à une mesure préalable de ce volume parasite qui est déduit du résultat de la mesure.When the volume to be measured is introduced into the enclosure simultaneously with a parasitic volume, for example the dunnage bin or the trailer on which the wood is loaded, a preliminary measurement of this parasitic volume is carried out which is deduced from the measurement result.

L'installation pour la mise en oeuvre de l'invention comporte de préfrence ' une première enceinte étanche dite de mesure susceptible de recevoir le volume a mesurer, cette enceinte présentant au moins une ouverture obturable de façon étanche permettant l'introduction dudit volume à mesurer dans ladite enceinte, une deuxième enceinte étanche de volume connu avec des moyens pour mettre en pression ladite deuxième enceinte, des moyens pour mettre en communication de façon contrôlée lesdites deux enceintes et des moyens de mesure pour mesurer au moins dans lesdites deux enceintes la pression, la température et l'hygrométrie.The installation for implementing the invention preferably includes a first sealed enclosure called a measurement enclosure capable of receiving the volume to be measured, this enclosure having at least one sealable opening allowing the introduction of said volume to be measured in said enclosure, a second sealed enclosure of known volume with means for pressurizing said second enclosure, means for placing in communication in a controlled manner said two enclosures and measuring means for measuring at least in said two enclosures the pressure, temperature and humidity.

Selon une autre caractéristique l'enceinte de mesure est constituée par une partie formant tunnel avec deux panneaux de fermeture à ses extrémités.According to another characteristic, the measurement enclosure is constituted by a part forming a tunnel with two closure panels at its ends.

Selon un mode de réalisation préférentiel la partie formant tunnel est constituée par des éléments modulaires formant des voûtes ou des anneaux à base plane.According to a preferred embodiment, the tunnel part is constituted by modular elements forming arches or rings with a flat base.

Pour obtenir un poids acceptable des éléments de l'enceinte de mesure permettant leur réalisation en usine, leur démontage et leur transport, tout en assurant un minimum de varia tion de volume sous les différences de pression, lesdits éléments sont à structure stratifiée avec l'amie interne alvéolaire ou en nid d'abeille et surface interne étanche à l'air. To obtain an acceptable weight of the elements of the measurement enclosure allowing their production in the factory, their dismantling and their transport, while ensuring a minimum of volume variation under pressure differences, said elements are of laminated structure with the internal alveolar or honeycomb friend and airtight internal surface.

Les appareils de mesure sont couplés avec un calculateur et les données sont entrées selon des séquences et en fonction d'automatismes programmés.The measuring devices are coupled with a computer and the data is entered in sequences and according to programmed automations.

On donnera ci-après un exemple des calculs effectués au cours de la mise en oeuvre de l'invention:
V est le volume de l'enceinte de mesure qui peut avoir une longueur d'environ 20 mètres, une largeur et une hauteur d'environ 4 mètres, ce qui donne pour V une valeur approximative de 320 m3. Pour accroître la précision de la mesure il est préférable de réduire autant que possible la valeur de V.
An example of the calculations carried out during the implementation of the invention will be given below:
V is the volume of the measurement enclosure which can have a length of approximately 20 meters, a width and a height of approximately 4 meters, which gives an approximate value of 320 m3 for V. To increase the accuracy of the measurement, it is preferable to reduce the value of V as much as possible.

Les dimensions de l'enceinte sont donc réduites au maximum en fonction de la forme du volume à mesurer et il est possible de prévoir des corps de volumes connus qui sont placés dans l'enceinte au cours du tarage et autour du volume à mesurer après introduction de celui-ci dans l'enceinte.The dimensions of the enclosure are therefore reduced as much as possible depending on the shape of the volume to be measured and it is possible to provide bodies of known volumes which are placed in the enclosure during calibration and around the volume to be measured after introduction. of it in the enclosure.

v est le volume de l'enceinte gonflable, volume qui peut etre fixé en fonction de la pression qu'il sera possible d'y établir en pratique et du volume de l'enceinte de mesure.v is the volume of the inflatable enclosure, volume which can be fixed according to the pressure which it will be possible to establish there in practice and the volume of the measurement enclosure.

A titre d'exemple on envisage pour une valeur de V de 320m3 une enceinte de 4 m3 gonflable à une pression absolue de 10 bars.By way of example, for a value of V of 320 m 3, a 4 m 3 enclosure inflatable at an absolute pressure of 10 bar is envisaged.

Vx désigne le volume à mesurer qui comporte le volume à mesurer 3
Vxr, par exemple du bois, qui peut hêtre de l'ordre de 40 m
et un volume parasite Vxp constitué par le camion, sa remorque et le carburant qui peut être de l'ordre de 2 m3.
Vx designates the volume to be measured which includes the volume to be measured 3
Vxr, for example wood, which can be around 40 m
and a parasitic volume Vxp constituted by the truck, its trailer and the fuel which can be of the order of 2 m3.

V2 est le volume connu utilisé pour le tarage; ce volume peut être d'une nature quelconque par exemple une ou des enceintes rigides ne se déformant pas sous la différence de pression créée pendant la mesure. Comme enceintes rigides, on peut utiliser des volumes unitaires constitués par des parallélipipèdes en mousse de plastique rigide.V2 is the known volume used for taring; this volume can be of any kind, for example one or more rigid enclosures which do not deform under the pressure difference created during the measurement. As rigid enclosures, one can use unit volumes constituted by parallelepipeds of rigid plastic foam.

Pour pouvoir renouveler le tarage fréquemment et réaliser une courbe d'étalonnage sur une échelle englobant Vx, le volume V2 peut être créé en plaçant dans l'enceinte de mesure une enceinte étanche déformable telle qu'une poche souple qui peut être gonflée avec un volume connu d'un fluide de préférence incompressible tel que de 11 eau. Ce volume de tarage peut être utilisé comme vérification de la précision de la mesure en introduisant dans ce volume, après mesure de Vx et retrait du volume à mesurer de l'enceinte, un volume du fluide de gonflage égal à Vx et en comparant le résultat de la mesure effectuée avec ce volume au résultat de la mesure effectuée sur le volume à mesurer.Ce volume de tarage pourrait également être un volume télescopique dont la variation de volume est commandée par vérin, ce qui évite le pompage d'un volume d'eau important.To be able to renew the calibration frequently and to carry out a calibration curve on a scale including Vx, the volume V2 can be created by placing in the measurement enclosure a deformable waterproof enclosure such as a flexible pocket which can be inflated with a volume known from a preferably incompressible fluid such as water. This calibration volume can be used as a verification of the measurement accuracy by introducing into this volume, after measuring Vx and removing the volume to be measured from the enclosure, a volume of the inflation fluid equal to Vx and by comparing the result. from the measurement carried out with this volume to the result of the measurement carried out on the volume to be measured. This calibration volume could also be a telescopic volume, the variation of volume of which is controlled by jack, which avoids pumping a volume of important water.

Avec une pression atmosphérique de 1000 millibars au moment de la fermeture de l'enceinte de mesure vide telle que cidessus définie et une enceinte gonflable de 4m3 gonflée à 10 bars, la pression régnant dans l'enceinte après mise en communication de l'enceinte de gonflage avec l'enceinte de 360 mesure sera de 324 x 1000 = 1111,1 millibars. With an atmospheric pressure of 1000 millibars at the time of closing the empty measurement enclosure as defined above and an inflatable enclosure of 4m3 inflated to 10 bars, the pressure prevailing in the enclosure after communication of the enclosure of inflation with the 360 measurement enclosure will be 324 x 1000 = 1111.1 millibars.

Si le volume Vx est de, par exemple, 37m3 la pression régnant dans l'ensemble après mise en communication sera de 320 - 37 + 40 x 1000 = 323 x 1000 = 1125,4 millibars,
320 - 37 + 4 287 3 l'échelle de mesure est dans ce cas de 14t30 = ou 0,3864 millibar/m3.
If the volume Vx is, for example, 37m3, the pressure prevailing in the assembly after communication is established will be 320 - 37 + 40 x 1000 = 323 x 1000 = 1125.4 millibars,
320 - 37 + 4 287 3 the measurement scale in this case is 14t30 = or 0.3864 millibar / m3.

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Pour accroitre la précision de la mesure il faut, soit relever la pression absolue dans l'enceinte gonflable, soit, comme exposé ci-dessus, réduire le rapport du volume de l'enceinte de mesure au volume à mesurer.
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To increase the accuracy of the measurement, it is necessary either to raise the absolute pressure in the inflatable enclosure, or, as explained above, to reduce the ratio of the volume of the measurement enclosure to the volume to be measured.

Claims (11)

RevendicationsClaims 1. Un procédé de mesure d'un volume non géométrique, caractérisé en ce que l'on enferme le volume à mesurer dans une enceinte étanche, on introduit dans l'enceinte ou extrait de l'enceinte un volume d'air connu et on mesure la variation de la pression gazeuse qui en résulte dans l'enceinte, cette variation de la pression étant fonction de la différence entre le volume de l'enceinte et le volume à mesurer du corps placé dans celle-ci.1. A method for measuring a non-geometric volume, characterized in that the volume to be measured is enclosed in a sealed enclosure, a known volume of air is introduced into the enclosure or extracted from the enclosure and measures the variation of the resulting gas pressure in the enclosure, this variation of the pressure being a function of the difference between the volume of the enclosure and the volume to be measured of the body placed in it. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte étanche a un volume connu sous les différences de pression mises en oeuvre dans le procédé, enceinte dont les caractéristiques de l'ambiance sont connues et le volume d'air connu introduit dans l'enceinte ou extrait de l'enceinte est un volume deair déterminé présentant des caractéristiques physiques, notamment un facteur de compressibilité, connues.2. A method according to claim 1, characterized in that the sealed enclosure has a volume known under the pressure differences used in the process, enclosure whose characteristics of the atmosphere are known and the volume of air known introduced into the enclosure or extracted from the enclosure is a determined volume of air having known physical characteristics, in particular a compressibility factor. 3. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu on augmente d'une valeur mesurable le volume de l'enceinte apuras introduction du volume à mesurer dans ladite enceinte pour que l'introduction ou l'extraction de l'enceinte du volume d'air connu donne la même variation de pression gazeuse dans l'enceinte que l'introduction ou l'extraction du volume d'air connu de l'enceinte vide.3. A method according to claim 1, characterized in that the volume of the enclosure is increased by a measurable value after introduction of the volume to be measured into said enclosure so that the introduction or extraction of the enclosure from the volume of known air gives the same variation in gas pressure in the enclosure as the introduction or extraction of the known volume of air from the empty enclosure. 4. Un procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on loge dans l'enceinte de mesure une enceinte de volume variable étanche à l'air dont le volume maximum est supérieur au volume à mesurer, et on réduit, après introduction du volume d'air connu dans l'enceinte à mesurer, le volume de cette enceinte de volume variable, la valeur de ce volume étant mesurable et on note le volume qui rétablit dans l'enceinte la même pression gazeuse que dans le cas d'une enceinte vide avec le volume de l'enceinte de volume variable maximum.4. A method according to claim 3, characterized in that housed in the measurement enclosure an enclosure of variable airtight volume whose maximum volume is greater than the volume to be measured, and reduced, after introduction of the known volume of air in the enclosure to be measured, the volume of this enclosure of variable volume, the value of this volume being measurable and the volume which re-establishes in the enclosure the same gas pressure as in the case of a empty enclosure with the maximum variable volume enclosure volume. 5. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on procède à une première mesure de la variation de la pression gazeuse en introduisant dans l'enceinte étanche sans corps pressent dans l'enceinte, ou en extrayant de celle-ci, le volume d'air déterminé, à une seconde mesure après avoir placé dans l'enceinte un volume connu du même ordre de grandeur que le volume à mesurer puis à une troisiame mesure avec le corps, dont le volume est à mesurer, mis en place dans l'enceinte.5. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a first measurement of the variation of the gas pressure is carried out by introducing into the sealed enclosure without a pressing body in the enclosure, or by extracting therefrom, the determined air volume, at a second measurement after having placed in the enclosure a known volume of the same order of magnitude as the volume to be measured, then at a third measurement with the body, the volume of which is to be measured, set up in the enclosure. 6. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on associe à l'enceinte étanche de mesure, une deuxième enceinte de volume connu qui est gonflée avec un volume d'air connu et la mesure de la pression est effectuée avant et après mise en communication de cette deuxième enceinte avec l'enceinte étanche de mesure.6. A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that associated with the sealed measurement enclosure, a second enclosure of known volume which is inflated with a known volume of air and the measurement of the pressure is carried out before and after placing this second enclosure in communication with the sealed measurement enclosure. 7. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lorsque le volume à mesurer est introduit dans l'enceinte simultanément avec un volume parasite, on procède à une mesure préalable de ce volume parasite qui est déduit du résultat de la mesure.7. A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that, when the volume to be measured is introduced into the enclosure simultaneously with a parasitic volume, a preliminary measurement of this parasitic volume is carried out which is deducted of the measurement result. 8. Une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte une premiere enceinte étanche dite de mesure susceptible de recevoir le volume à mesurer, cette enceinte présentant au moins une ouverture obturable de façon étanche permettant l'introduction dudit volume à mesurer dans ladite enceinte, une deuxième enceinte étanche de volume connu avec des moyens pour mettre en pression ladite deuxième enceinte, des moyens pour mettre en communication de façon contrôlée lesdites deux enceintes et des moyens de mesure pour mesurer au moins dans lesdites deux enceintes la pression, la température et l'hygrométrie.8. An installation for implementing the method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises a first sealed enclosure known as a measurement enclosure capable of receiving the volume to be measured, this enclosure having at least one sealable opening allowing the introduction of said volume to be measured into said enclosure, a second sealed enclosure of known volume with means for pressurizing said second enclosure, means for communicating in a controlled manner said two enclosures and means for measuring at least in said two enclosures the pressure, the temperature and the hygrometry. 9. Une installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'enceinte de-mesure est constituée par une partie formant tunnel avec deux panneaux de fermeture à ses extrémités.9. An installation according to claim 8, characterized in that the measuring enclosure is constituted by a part forming a tunnel with two closure panels at its ends. 10. Une installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que la partie formant tunnel est constituée par des éléments modulaires formant des voûtes ou des anneaux à base plane.10. An installation according to claim 9, characterized in that the tunnel part is constituted by modular elements forming arches or rings with a flat base. 11. Une installation selon l'une quelconque des revendications 8à10, caractérisée en ce que les éléments sont à structure stratifiée avec l'amie interne alvéolaire ou en nid d'abeille et surface interne étanche à l'air. 11. An installation according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the elements are of a stratified structure with the internal cellular alveolar or honeycomb structure and internal airtight surface.
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