[001] L'invention concerne une installation et un procédé de séchage de produit chargé en eau. [002] L'invention concerne plus particulièrement une installation et un procédé de séchage « basses température ».

[003] Bien que l'invention concerne le séchage de tous produits chargés en eau, elle s'applique plus particulièrement au séchage de déchets tels que les boues de stations d'épuration, les boues industrielles, les déchets de pulpeur, les particules de bois, les déchets de l'agroalimentaire, les déchets organiques valorisés issus des installations de méthanisation.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

[004] Afin de faciliter la gestion ultérieure des déchets tels que les boues urbaines ou industrielles par exemple, il est souvent indispensable de procéder à leur séchage. En effet, le séchage de ces déchets permet notamment de réduire leur poids et leur volume, de stabiliser et réduire leurs nuisances olfactives, d'augmenter leur pouvoir calorifique en vue de leur incinération ou d'atteindre des minima légaux de siccité pour leur admission en décharge.

[005] Le séchage thermique présente une dépense énergétique importante induite par l'apport en calories nécessaires à l'évaporation de l'eau. En outre, cette étape nécessite de lourdes installations de traitement des odeurs.

[006] Les installations de séchage des déchets sont généralement coûteuses, encombrantes et présentent une consommation énergétique importante.

[007] De nombreux procédés et installations de séchages de déchets sont connus de l'homme du métier. [008] En particulier, la demande de brevet français FR 2 783 680 décrit un procédé et une installation de séchage de boue. Ce document propose de déposer les boues à sécher dans une serre afin de les sécher en utilisant les calories solaires. Lorsque l'énergie solaire est insuffisante, le procédé prévoit également de chauffer la dalle de la serre par un échangeur à eau constitué de tubes insérés dans la dalle et/ou de mettre en circulation de l'air chaud à l'intérieur de la serre. En outre, l'air injecté dans la serre et l'eau circulant dans l'échangeur à eau sont chauffés par une pompe à chaleur. La source de chaleur utilisée par la pompe à chaleur est constituée soit par l'eau rejetée par une station d'épuration proche soit par l'air extrait de la serre.

[009] Cette installation utilise donc essentiellement le principe de l'effet de serre, le séchage étant effectué par captation du rayonnement pénétrant dans un bâtiment fermé. Le séchage solaire est en outre combiné avec le chauffage de la dalle en béton alimenté par des sources extérieures diverses prélevées par une pompe à chaleur. Une circulation d'air en circuit ouvert est prévue pour évacuer la vapeur d'eau.

[0010] Toutefois, cette installation présente une capacité de traitement restreinte et un encombrement considérable du fait de la surface importante nécessaire pour l'implantation de la serre. En outre, le chauffage de la dalle béton et les performances de la pompe à chaleur sont lourdement handicapés par le faible coefficient d'échange entre la dalle et les boues.

OBJET DE L'INVENTION

[0011] L'invention vise à remédier à ces problèmes en proposant une installation de séchage de produit chargé en eau, permettant d'obtenir des rendements de séchage importants et de faible consommation énergétique.

[0012] À cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose une installation pour le séchage de produit chargé en eau comprenant :

- un module de séchage comportant :

■ une enceinte interne ; ^■ une enveloppe extérieure de chauffage ;

^■ un outil de manutention pour assurer l'entraînement du produit à l'intérieur de l'enceinte interne ;

- un circuit de gaz de balayage, en boucle fermée, raccordé à l'enceinte interne du module de séchage pour entraîner la vapeur d'eau produite à l'intérieur dudit module de séchage ;

- un circuit de fluide de chauffage raccordé à l'enveloppe extérieure de sorte à chauffer le produit par conduction et évaporer l'eau contenue dans celle-ci ;

- un circuit de pompe à chaleur comprenant :

■ un évaporateur de fluide frigorigène pour capter des calories au gaz de balayage provenant du module de séchage et condenser la vapeur d'eau contenue dans le gaz de balayage ;

^■ un premier et un second condenseur de fluide frigorigène en série pour restituer des calories au gaz de balayage sortant de l'évaporateur et pour restituer des calories au fluide de chauffage; et

- une tour de refroidissement du gaz de balayage pour refroidir le gaz de balayage entre la sortie de l'enceinte interne du module de séchage et l'évaporateur et condenser la vapeur d'eau contenue dans le gaz de balayage.

[0013] Ainsi, le rapport entre le rendement de séchage et l'encombrement de l'installation est considérable. En effet, la présence d'un module de séchage à double enveloppe équipé d'un outil de manutention permet d'optimiser le coefficient global d'échange thermique entre l'enveloppe du module de séchage et le produit à sécher et ainsi d'augmenter le rendement de l'installation pour un encombrement donné. [0014] En outre, le séchage basse température obtenu par l'utilisation d'une pompe à chaleur dans la configuration mentionnée ci-dessus permet d'obtenir une consommation d'énergie électrique de deux à cinq fois inférieure à L'équivalent de la quantité de chaleur extraite.

[0015] En particulier, selon l'invention, le circuit de gaz de balayage circule directement dans un évaporateur et un condenseur de la pompe à chaleur de sorte qu'il n'y a pas de pertes énergétiques entre le circuit du gaz de balayage et le circuit de la pompe à chaleur. Ces caractéristiques techniques permettent d'obtenir un meilleur rendement énergétique.

[0016] Enfin, la présence d'une tour de refroidissement et de désodorisation dans le circuit d'air permet à la fois de traiter l'air de sorte à permettre une circulation en circuit fermée et d'évacuer l'excédent de chaleur. Cette disposition représente une amélioration d'environ 20 % du coefficient de performance de la pompe à chaleur.

[0017] La combinaison de ces caractéristiques confèrent donc à l'installation une grande compacité et une faible consommation énergétique.

[0018] Dans un mode de réalisation, l'installation pour le séchage est équipée d'un outil de manutention comportant au moins deux vis d'Archimède à pas contraires. Cette disposition permet d'obtenir un renouvellement important des contacts entre le produit à sécher et la paroi chauffée de l'enceinte interne de sorte à optimiser l'échange thermique par conduction entre le produit et la paroi de l'enceinte interne. [0019] Avantageusement, la tour de refroidissement comporte des moyens de désodorisation du gaz de balayage. Ces moyens, combinés au circuit fermé du gaz de balayage, permettent de restreindre considérablement la diffusion des odeurs.

[0020] Avantageusement, l'enceinte interne du module de séchage présente une forme d'auge semi cylindrique permettant d'obtenir un rendement de séchage important pour un faible encombrement au sol.

[0021] Dans un mode de réalisation particulier, l'installation comporte un dispositif pour capter de l'énergie solaire comprenant un réservoir de stockage d'un fluide et une pluralité de panneaux solaires thermiques pour convertir la lumière en chaleur stockée et récupérée par un second fluide de chauffage contenu dans ledit réservoir de stockage. Cette disposition permet d'augmenter le rendement énergétique de l'installation. [0022] Pour cette réalisation, l'installation comporte un échangeur pour échanger de la chaleur entre le circuit du gaz de balayage et le second fluide de chauffage. De préférence, cet échangeur est disposé en parallèle de l'évaporateur et du premier condenseur du circuit de pompe à chaleur. [0023] Dans un mode de réalisation particulier, l'enveloppe extérieure de chauffage dans laquelle circule un fluide caloporteur est compartimentée en deux tronçons indépendants ; le premier tronçon formé en périphérie de la partie amont de l'enceinte interne étant raccordé au circuit de fluide de chauffage chauffé par le second condenseur et le second tronçon étant formé en périphérie de la partie avale de l'enceinte interne et étant raccordé au réservoir de stockage du second fluide de chauffage. Cette disposition permet d'augmenter les performances de séchage du module car le second fluide de chauffage du dispositif pour capter de l'énergie solaire présente une température supérieure au fluide chauffée par la pompe à chaleur. [0024] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé de séchage de produit chargé en eau prévoyant :

- d'entraîner les produit au travers d'une enceinte interne d'un module de séchage ;

- de faire circuler en boucle fermée un gaz de balayage au travers de l'enceinte interne du module de séchage pour entraîner la vapeur d'eau produite à l'intérieur du module ;

- de faire circuler un fluide de chauffage raccordé à une enveloppe extérieure de chauffage du module de séchage de sorte à chauffer le produit par conduction et évaporée l'eau contenue dans celui-ci;

- de mettre en fonctionnement une pompe à chaleur qui :

^■ capte des calories au gaz de balayage provenant du module de séchage dans un évaporateur de fluide frigorigène et condense la vapeur d'eau contenue dans ledit gaz de balayage ;

^■ restitue des calories au gaz de balayage sortant de l'évaporateur dans un premier condenseur de fluide frigorigène ;

^■ restitue des calories au fluide de chauffage dans un second condenseur de fluide frigorigène ; - de refroidir le gaz de balayage entre la sortie de l'enceinte interne du module de séchage et l'évaporateur, dans une tour de refroidissement.

[0025] Ainsi, le procédé de séchage selon l'invention présente une faible consommation énergétique et un rendement de séchage important sans nécessiter une installation encombrante.

[0026] Avantageusement, le gaz de balayage circule à contre courant de la circulation de produit à l'intérieur de l'enceinte interne de sorte à optimiser les échanges par convection entre le gaz de balayage et le produit.

[0027] De préférence, la température du gaz de balayage à l'entrée de l'enceinte interne du module de séchage est comprise entre 45 et 55 °C. En effet, afin d'optimiser les performances de la pompe à chaleur, il est nécessaire de limiter la température du gaz de balayage. Dans le procédé selon l'invention, le gaz de balayage est principalement utilisé pour transporter la vapeur d'eau et la participation du gaz de balayage à la vaporisation de l'eau, théoriquement nulle, est estimée à 10-15 % des besoins. Cette disposition caractéristique du procédé permet de réaliser une économie d'énergie de l'ordre de 40 % par rapport à un procédé de chauffage classique dans lequel le gaz de balayage est utilisé de manière prépondérante comme vecteur de chaleur.

[0028] Avantageusement, le débit de gaz de balayage est choisi de telle sorte que la différence de température du gaz de balayage entre l'entrée et la sortie de l'enceinte interne soit comprise entre 5 et 10 °C. Ainsi, le gaz de balayage en sortie du module de séchage présente une capacité d'entraînement de la vapeur d'eau suffisante.

[0029] De préférence, la température du fluide de chauffage à l'entrée de l'enveloppe extérieure de chauffage est comprise entre 47 et 58 °C, ce qui permet d'optimiser les performances de la pompe à chaleur. Le procédé selon l'invention est donc un procédé de séchage basse température permettent d'obtenir un coefficient de performance de la pompe à chaleur optimal. [0030] Avantageusement, la quantité de chaleur absorbée dans la tour de refroidissement est ajustée pour éliminer l'équivalent de la puissance absorbée par le compresseur de la pompe à chaleur.

[0031] Dans un mode de réalisation avantageux, le procédé comporte une étape de captation de l'énergie solaire et de conversion de l'énergie solaire en énergie thermique stockée par un second fluide de chauffage. Dans ce cas, le procédé comporte une étape d'échange des calories entre le second fluide de chauffage et le gaz de balayage et une étape de mise en circulation du second fluide de chauffage dans au moins une portion de l'enveloppe extérieure de chauffage. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0032] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique d'une installation de séchage selon un premier mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 2 est une vue schématique d'une installation de séchage selon un second mode de réalisation de l'invention dans lequel une partie de l'énergie utilisée pour le séchage du produit est de l'énergie solaire.

EXEMPLES DE RÉALISATION

[0033] L'installation et procédé de séchage qui seront décrits ci-dessous vise le séchage de boue. L'invention ne limite toutefois pas à cette application particulière et vise de manière générale le séchage de produits chargé en eau présentant une teneur en humidité importante.

[0034] L'installation de séchage selon l'invention comporte au moins un module de séchage 1 dans lequel la boue est entraînée afin d'être séchée. Le module de séchage 1 comporte une enceinte interne 2 dans laquelle circule la boue et une enveloppe extérieure 3 de chauffage. [0035] L'enceinte interne 2 présente par exemple une forme d'auge semi cylindrique. L'enveloppe ou chemise extérieure de chauffage 3 est constituée d'une paroi externe, recouvrant au moins une portion inférieure de l'enceinte interne 2, de sorte à former, entre ladite paroi externe et la paroi de l'enceinte interne 2, un espace de circulation d'un fluide caloporteur de chauffage. L'enveloppe extérieure 3 est raccordée à un circuit de fluide de chauffage 6. De manière avantageuse, l'enveloppe extérieure 3 pourra être pourvue de chicanes permettant d'optimiser le transfert thermique entre le fluide de chauffage et la paroi de l'enceinte interne 2.

[0036] Afin de faciliter l'échange thermique entre le fluide de chauffage et la boue, l'enceinte interne 2 est réalisée dans un matériau présentant une forte conductivité thermique tel que l'acier ordinaire ou l'aluminium, dont la surface interne est pourvue d'un revêtement. L'acier inoxydable peut être également utilisé. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la surface interne de l'enceinte interne est équipée d'un revêtement en thermoplastique polyamide 11 (un monomère fabriqué à partir d'huile de ricin). Ce type de revêtement est parfaitement adapté pour cette application puisqu'il apporte une transmission de chaleur radiative à la boue, forme une excellente protection contre la corrosion et se caractérise par une faible reprise d'humidité, une tenue thermique élevée et une esthétique agréable.

[0037] L'enceinte interne 3 du module de séchage 1 présente une ouverture 4 d'introduction des boues et une ouverture 5 d'évacuation des boues séchées formées aux extrémités opposées du module 1. Typiquement, selon l'invention, les boues à l'entrée du module de séchage 1 comporte environ 20 % de matières sèches à l'entrée du module de séchage 1 et environ 70% en sortie dudit module de séchage.

[0038] Le module de séchage 1 est également équipé d'un outil de manutention 7 permettant d'entraîner longitudinalement les boues, de l'ouverture 4 d'introduction vers l'ouverture d'évacuation 5 et d'assurer un brassage des boues de sorte à optimiser les échanges thermiques entre la paroi chauffée de l'enceinte interne 2 et les boues. L'outil de manutention 7 pourra notamment être constitué de palettes, de disques ou de tambours rotatifs. Toutefois, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'outil de manutention 7 est du type à vis d'Archimède. L'outil de manutention 7 est équipé d'un variateur de vitesse permettant d'assurer un avancement de la matière à la vitesse requise [0039] Selon un mode de réalisation particulier, l'outil de manutention 7 comporte au moins deux bandes spirales, de type vis d'Archimède à pas contraires et différentiels permettant d'assurer le cheminement de la matière en augmentant sensiblement les échanges.

[0040] Le module de séchage 1 est par ailleurs raccordé à un circuit de gaz de balayage 7 de sorte à balayer l'enceinte interne 2 afin d'entraîner la vapeur d'eau produite lors du séchage des boues. La circulation de gaz de balayage dans le module de séchage 1 est de préférence à contre-courant du sens de circulation des boues. Le gaz de balayage est donc introduit dans l'enceinte interne 2 par un orifice d'entrée 8 situé à proximité de l'ouverture 5 d'évacuation des boues séchées et évacué par un orifice de sortie 9 situé à proximité de l'ouverture 4 d'introduction des boues.

[0041] Selon l'invention, une grande partie de l'énergie thermique nécessaire au chauffage des boues, environ 90 %, est apportée par contact avec la paroi chauffée et les vapeurs dégagées par les boues sont entraînées par le gaz de balayage. Toutefois, bien que le séchage soit essentiellement réalisé par conduction, le gaz de balayage est de préférence légèrement chauffé afin d'augmenter ses capacités d'absorption de vapeur d'eau produite et participe ainsi légèrement, de l'ordre de 10 %, à la vaporisation de l'eau contenue dans les boues grâce à son apport de chaleur. [0042] Le gaz de balayage, de l'air par exemple, est introduit à une température comprise entre 45 et 55 °C à l'entrée de l'enceinte interne 2. En outre, le débit de circulation du gaz de balayage est tel que la température du gaz de balayage en sortie du module de séchage 1 ne subit qu'une baisse de l'ordre 5 à 10 °C de sorte que la température du gaz de balayage en sortie du module de séchage 1 reste suffisante pour transporter une quantité importante de vapeur d'eau sans atteindre la saturation en humidité dudit gaz de balayage.

[0043] Par ailleurs, l'installation illustrée sur la figure 1 comporte un circuit de pompe à chaleur 10 permettant d'apporter l'énergie nécessaire au séchage des boues. À titre d'exemple, la pompe à chaleur fonctionne avec un Fréon du type R134 a ou R410 a, et fonctionne entre une température de condensation du fluide d'environ 55 °C et une température d'évaporation du fluide frigorigène d'environ 20°C. Le coefficient de performance (COP) théorique de l'installation est donc d'environ 9, 37 pour un coefficient de performance effectif de l'ordre d'environ 4.

[0044] La pompe à chaleur 10 est composée d'une partie froide 11 pour puiser de la chaleur sur une source froide, d'un compresseur 12, d'une partie chaude 13 pour restituer la chaleur à l'installation et d'un détendeur 14.

[0045] La partie froide 11 est constituée d'un évaporateur 15 dans lequel le fluide frigorigène s'évapore en échangeant des calories avec le gaz de balayage provenant du module de séchage 1. Dans l'évaporateur 15, la vapeur d'eau contenue dans le gaz de balayage en sortie du module de séchage 2 se condense. À titre d'exemple, l'évaporateur 15 permet de diminuer la température du gaz de balayage jusqu'à environ 20 °C.

[0046] À la sortie de l'évaporateur 15, le fluide frigorigène est comprimé par le compresseur 12 de sorte à élever sa température et sa pression. [0047] En sortie du compresseur 12, le fluide frigorigène est conduit vers la partie chaude 13 pour restituer la chaleur à l'installation. La partie chaude comporte deux condenseurs 16 et 17 de fluide frigorigène en série. Dans le premier condenseur 16, une portion du fluide frigorigène passe de l'état gazeux à l'état liquide en échangeant de la chaleur au gaz de balayage préalablement refroidi dans l'évaporateur 15. Le premier condenseur 16 permet d'élever la température du gaz de balayage jusqu'à environ 45 à 55 °C.

[0048] Dans le second condenseur 17, le fluide frigorigène libère sa chaleur au fluide caloporteur de chauffage en passant de l'état gazeux à l'état liquide. À titre d'exemple, le second condenseur 17 permet de chauffer le fluide caloporteur de chauffage jusqu'à environ 55 °C.

[0049] Enfin, le fluide frigorigène est conduit dans un détendeur 14 où la pression du fluide frigorigène est réduite en phase liquide. Le fluide frigorigène ainsi détendu est alors conduit vers l'évaporateur 15 et le cycle recommence.

[0050] Le cycle fermé du fluide de chauffage est le suivant. Le fluide de chauffage est dans un premier temps chauffé jusqu'à environ 55 °C dans le second condenseur 17 puis conduit vers l'enveloppe extérieure 3 dans laquelle les calories du fluide de chauffage sont transmises aux boues par conduction. Enfin, à la sortie de l'enveloppe extérieure 3, le fluide de chauffage retourne au condenseur 17. Le circuit de chauffage est bien évidemment équipé de moyens de pompage 18 permettant de faire circuler le fluide de chauffage. À titre d'exemple, le fluide caloporteur de chauffage pourra notamment être de l'eau glycolée traitée ou éventuellement un fluide caloporteur organique. [0051] Par ailleurs, le gaz de balayage, l'air par exemple, est entraîné dans le circuit par des moyens de ventilation, non représentés. Le gaz de balayage est tout d'abord chauffé dans le premier condenseur 16 afin d'augmenter sa capacité d'entraînement de la vapeur d'eau puis conduit dans l'enceinte interne 2 du module de séchage 1 afin d'entraîner la vapeur d'eau générée dans l'enceinte interne 2 et contribuer légèrement au séchage des boues.

[0052] À la sortie du module de séchage 1 , le gaz de balayage est conduit vers une tour de refroidissement 19 dans laquelle le gaz de balayage est refroidi et une partie de la vapeur d'eau qu'il contient est condensée puis évacuée via l'évacuation référencée 20. À titre d'exemple, le gaz de balayage est refroidi de 43-45 °C jusqu'à environ 37 °C dans la tour de refroidissement 19. La tour de refroidissement est par exemple une colonne de garnissage refroidie à l'eau.

[0053] Un traitement de désodorisation peut être ajouté en fonction de la nature des boues et de l'environnement. Pour ce faire, la tour de refroidissement 19 est équipé de moyens désodorisation du gaz de balayage du type comportant des filtres et/ou des réactifs appropriés permettant de limiter la diffusion des odeurs.

[0054] La tour de refroidissement et de désodorisation élimine la majeure partie des poussières contenues dans le gaz de balayage évitant ainsi l'encrassage des échangeurs 15 et 16 conçus pour être nettoyés périodiquement. [0055] Enfin, le gaz de balayage est emmené vers l'évaporateur 15 dans lequel il sera de nouveau refroidi est condensé par un échange de chaleur avec le fluide frigorigène.

[0056] La pompe à chaleur 10 est en quelque sorte à double effet. En effet, d'une part, la chaleur captée au niveau de la source froide 11 permet de condenser la vapeur d'eau contenue dans le gaz de balayage chargé en humidité à la sortie du module de séchage 1. D'autre part, la chaleur restituée au niveau de la source chaude 13 permet de générer la vapeur d'eau emportée par le gaz de balayage, en chauffant le fluide de chauffage et en chauffant le gaz de balayage à l'entrée du module de séchage 1. [0057] Afin d'équilibrer le fonctionnement de la pompe à chaleur 10, la quantité de chaleur à évacuer dans la tour de refroidissement 19 est théoriquement équivalente à la puissance absorbée par le compresseur. En effet, la pompe à chaleur 10 fournit l'équivalent de la chaleur extraite dans la partie froide augmentée de l'équivalent de la puissance absorbée par le compresseur. En circuit fermée et en négligeant les pertes de chaleur, l'on doit condenser l'équivalent de la quantité de chaleur extraite de la partie froide plus la puissance absorbée par le compresseur 12. Ainsi, pour équilibre le fonctionnement de la pompe à chaleur 10, il est nécessaire d'extraire l'équivalent de la puissance absorbée par le compresseur 12. En conséquence, la totalité de la chaleur fournie par la pompe à chaleur 10 peut être utilisé ce qui représente un gain d'énergie de l'ordre de 20 %.

[0058] En pratique, en tenant compte des pertes thermiques faibles, la quantité de chaleur absorbée dans la tour de refroidissement 19 sera légèrement inférieure à l'équivalent de la puissance absorbée par le compresseur par le compresseur 12 de la pompe à chaleur 10, de l'ordre de 80 à 100 % de l'équivalent de la puissance absorbée. La quantité de chaleur absorbée est régulée en modifiant le débit d'eau dans la tour de refroidissement 19.

[0059] Dans un second mode de réalisation illustré sur la figure 2, l'installation utilise en outre l'énergie solaire pour apporter l'énergie nécessaire au séchage des boues. Pour ce faire, l'installation comporte un dispositif pour capter de l'énergie solaire comprenant une pluralité de panneaux solaires thermiques 21 qui convertissent la lumière en chaleur, ladite chaleur étant récupérée et utilisée sous forme d'un second fluide de chauffage, de l'eau ou de l'huile chauffée entre 80 et 100 °C par exemple, stocké dans le réservoir 22.

[0060] Les panneaux solaires sont, par exemple, des panneaux plans à concentration parabolique, munis de réflecteurs paraboliques, permettant de récupérer de l'énergie solaire sous forme d'eau ou d'huile chauffée entre 80 et 100 °C. [0061] Deux modes d'utilisation du chauffage solaire peuvent être combinés.

[0062] Selon une première utilisation, le dispositif pour capter de l'énergie solaire est disposé en parallèle de la pompe à chaleur 10. Dans ce mode de réalisation, le circuit du gaz de balayage comporte, en parallèle de l'évaporateur 15 et du condenseur 16, un échangeur 23 dans lequel de l'eau chaude provenant du réservoir 22 apporte des calories au gaz de balayage. Ainsi, le gaz de balayage peut au choix être chauffé par la pompe à chaleur 10 ou par le dispositif pour capter de l'énergie solaire. En outre, le réservoir 22 est raccordé à l'enveloppe extérieure 3, en parallèle du circuit de chauffage de la pompe à chaleur 10.

[0063] Selon ce procédé, l'énergie provenant du dispositif pour capter de l'énergie solaire est utilisée le jour alors que la pompe à chaleur 10 est utilisée de nuit afin de bénéficier des tarifs d'électricité les plus bas.

[0064] Selon une variante d'utilisation, les deux sources d'énergie sont utilisées simultanément pour le chauffage par conduction de sorte à utiliser le niveau de température plus élevé du second fluide de chauffage provenant du dispositif pour capter de l'énergie solaire et utiliser la pompe à chaleur à un niveau de température inférieur de façon à en augmenter le coefficient de performance.

[0065] Dans ce cas, comme représenté sur la figure 2, l'enveloppe extérieure 3 du module de séchage 1 est compartimentée en deux tronçons indépendants. Le premier tronçon 24 formé en périphérie de la partie amont de l'enceinte interne 2 dans laquelle les boues sont introduites est chauffé par un fluide de chauffage .chauffée en source chaude de la pompe à chaleur, via le condenseur 17. Le second tronçon 25 formé en périphérie de la partie avale de l'enceinte 2 à partir de laquelle les boues sont évacuées est chauffé en faisant circuler le fluide provenant du réservoir 22. Cette disposition est particulièrement intéressante en ce que le second tronçon 25 peut ainsi être chauffé à une température plus importante de sorte à augmenter les performances de séchage.

[0066] À titre d'exemple, une installation et un procédé de séchage des boues présentant une capacité de traitement d'environ 5000 équivalents habitants seront décrits par la suite, en relation avec la figure 1.

[0067] Le module de séchage 1 présente une longueur d'environ 5 mètres pour un diamètre d'environ 600 millimètres.

[0068] 62,5 kg par heure de boues, à 15 °C, présentant 20% de matière sèche sont introduits dans le module de séchage 1 et 15,7 kg par heure de boues, à 40°C, présentant 75 % de matière sèche sont récupérés en sortie du module de séchage 1. Le module de séchage 1 vaporise donc 46,8 kg par heure d'eau. Pour ce faire, il est nécessaire de fournir à la boue une quantité de chaleur d'environ 37 695 Kcal par heure avec une répartition de 25 695 Kcal par heure provenant du chauffage par conduction (environ 90 %) et 12 000 Kcal par heure apportées par le gaz de balayage (environ 10 %).

[0069] Pour ce faire, l'enveloppe extérieure 3 du module de séchage 1 est alimentée par 8,7 m ³ d'eau chauffée à 55 °C. L'eau sort de l'enveloppe extérieure à une température d'environ 52 °C. L'enveloppe extérieure est pourvue de chicanes longitudinales ménageant une section de passage de 200 par 25 millimètres assurant une vitesse de circulation de 0,48 mètres par seconde. La surface de chauffe effective est de l'ordre de 5 mètres carré.

[0070] La boue est balayée par l'outil de manutention avec un débit de brassage de l'ordre de 4 m ² par seconde pour assurer un transfert thermique suffisant. Ainsi, le coefficient d'échange global est supérieur au coefficient minimum requis de 245 W/m ² /°C.

[0071] Par ailleurs, l'air de balayage est chauffé à une température d'environ 50-52 °C à l'entrée du module de séchage 1 et sort à une température comprise entre 43 à 45 °C. Le débit de circulation de l'air est d'environ 1200 m ³ par heure. Ce débit et la température de sortie de l'air reste suffisant pour entraîner 46,8 kg par heure de vapeur d'eau. Par la suite, la température de l'air est refroidie jusqu'à 37 °C dans la tour de refroidissement 19 en condensant près de 20 kg d'eau par heure.

[0072] La partie froide de la pompe à chaleur est constituée d'un évaporateur Fréon aérocondenseur 15 permettant de baisser la température de l'air de 37 °C jusqu'à environ 20-25 °C et condenser une « partie » de la vapeur d'eau.

[0073] La partie chaude de la pompe à chaleur comporte un échangeur à ailettes 16 permettant de réchauffer l'air jusqu'à sa température d'entrée. Le coefficient global de cet échangeur est d'environ 80 kcal/m ² /°C/h. La partie chaude comporte en outre un échangeur à plaque pour chauffer le fluide de chauffage alimentant l'enveloppe extérieure 3.

[0074] La puissance consommée par le compresseur dans cette installation est de l'ordre d'environ 13 à 15 kW et pourrait encore être réduite significativement par l'optimisation des conditions de fonctionnement [0075] L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l'invention sans pour autant sortir du cadre de l'invention. [0076] En particulier, il est possible de prévoir une installation comportant une pluralité de modules de séchage en parallèle.