FERMENTESCIBLES .

Domaine technique

La présente invention se rapporte à un dispositif de collecte, de stockage et de transports de déchets fermentescibles.

État de la technique antérieure

Les déchets fermentescibles sont des résidus d’origine animale ou végétale composés de matière organique biodégradable. Ils peuvent être décomposés par des micro-organismes pour lesquels ils représentent une source d’alimentation. Il existe plusieurs types de déchets fermentescibles : les résidus alimentaires, issus de produits d’origine animale : la viande, le lait, le fromage, les coquilles d’œufs ; les restes alimentaires d’origine végétale tels que les épluchures de légumes, de fruits, les huiles végétales usagées, le café, le thé ; les biodéchets verts ou résidus de jardinage tels que les tontes de gazon, les feuilles mortes, le fumier, la paille ; les résidus composés de papiers et cartons.

Les déchets putrescibles sont des restes d’origine animale ou végétale susceptibles de se dégrader spontanément et dans un délai très court, sans l’apport de micro-organisme. Ce sont des biodéchets facilement valorisables. Tous les déchets fermentescibles ne sont pas nécessairement putrescibles. En revanche tous les déchets putrescibles sont des déchets fermentescibles. La différence entre les déchets putrescibles et les déchets fermentescibles réside dans le fait que tous les fermentescibles n’ont pas forcément la capacité de se dégrader spontanément. En effet, le carton, le papier et certains textiles d’origine organique, nécessitent un apport de microorganismes spécifiques pour leur décomposition.

Les déchets fermentescibles sont susceptibles d'être traités par compostage ou méthanisation. Les déchets verts, les rebus de cuisine ou du potager sont des exemples de déchets fermentescibles.

Le compostage est un processus biologique aérobie de conversion et de valorisation des matières organiques en un produit stabilisé, hygiénique, semblable à un terreau, riche en composés humiques et minéraux, le compost.

La méthanisation (ou digestion anaérobie) est un processus naturel biologique de dégradation de la matière organique anaérobie, c’est-à-dire en absence d'oxygène. Il se produit naturellement dans certains sédiments, les marais, les rizières, les décharges, ainsi que dans le tractus digestif de certains animaux : insectes (termites) ou vertébrés (ruminants...). Une partie de la matière organique est dégradée en méthane, et une autre est utilisée par les micro organismes méthanogènes pour leur croissance et reproduction. La décomposition n'est pas complète et laisse le digestat. La méthanisation est une technique mise en œuvre dans un digesteur, aussi appelé réacteur à biogaz ou méthaniseur, dans lequel on accélère et entretient le processus pour produire un méthane utilisable, dénommé biogaz, ou encore biométhane après épuration. Ainsi, les déchets fermentescibles, et notamment les déchets organiques (ou produits issus de cultures énergétiques, solides ou liquides) peuvent fournir de l'énergie.

Il existe différentes formes et tailles de digesteurs. Dans une des techniques rudimentaires utilisées, le digesteur se présente sous la forme d'une fosse hermétique, dans laquelle sont déversées des eaux noires, des boues, et des composés organiques supplémentaires permettant de faciliter la digestion. Le gaz se forme dans les boues et remonte à la surface, mélangeant les boues par ce processus. Les boues digérées accumulées au fond, forment une partie du digestat, et peuvent être vidangées et utilisées comme engrais.

Préalablement au compostage ou à la méthanisation de la matière fermentescible, il est nécessaire de stocker et de transporter la matière fermentescible vers un ou plusieurs lieux dans lesquels cette dernière pourra être traitée, soit par compostage, soit par méthanisation.

Du document LU92556, on connaît un système de stockage et de transport de déchets fermentescibles doté d’un dispositif de stockage de déchets fermentescibles comportant un conteneur pour stocker les déchets, une pompe pour établir et maintenir une pression réduite dans le conteneur, une installation mécanique de stockage pour stocker le conteneur et la pompe, et un transporteur pour transporter le conteneur et la pompe vers l’installation de stockage et à partir de celle-ci. Selon le document brevet, la mise en œuvre d’une pompe pour établir et maintenir une pression réduite dans le conteneur a pour avantage de diminuer la quantité d’oxygène au sein du conteneur, et ainsi de ralentir la décomposition des déchets. Les nuisances associées à ladite décomposition peuvent être ainsi retardées et la fréquence de collecte des déchets peut être réduite. Néanmoins, l’utilisation de la pompe pour établir une pression réduite dans le conteneur entraîne la mise sous aspiration des orifices d’entrée et de sortie. Pour pouvoir ajouter de la matière fermentescible broyée dans le réservoir de stockage qui est en légère dépression, il est nécessaire d’arrêter la pompe et d’introduire de l’oxygène dans le réservoir pour retrouver une pression atmosphérique. L’oxygène introduit accélère la décomposition des matières broyées dans le réservoir de stockage. Par ailleurs, il est ensuite nécessaire de mettre à nouveau en œuvre la pompe pour mettre le réservoir de stockage en légère dépression. Soit le débit de la pompe est important et le moyen de filtration des effluves est alors inefficace car le débit des gaz le traversant n’est pas nominal mais trop important, soit le débit de la pompe est faible et il est alors nécessaire de patienter longtemps, c’est-à-dire de l’ordre de quelques heures selon le volume transféré, pour pouvoir recommencer à nouveau à introduire des matières fermentescibles broyées dans le réservoir de stockage.

Du document LU92859, on connaît un dispositif de stockage et/ou de transport de déchets organiques comprenant une cuve hermétique destinée à recevoir les déchets ; une pompe à vide reliée d'un point de vue fluidique à la cuve à déchets et configurée pour aspirer les gaz présents dans ladite cuve et créer une dépression dans ladite cuve ; et une goulotte de déversement des déchets, reliée d'un point de vue fluidique par une conduite à la cuve à déchets. Le dispositif comprend, en outre, une unité de neutralisation d'odeurs émises par les gaz aspirés par la pompe à vide. Le document note que dans la pratique, un ralentissement de la décomposition des déchets n’est cependant pas particulièrement utile. En effet, lorsque le dispositif est transporté par un camion et si le camion est utilisé de manière efficace à l’occasion d’une tournée de collecte, le camion se déplace de place en place pour collecter les déchets sur un laps de temps réduit, typiquement un ou plusieurs jours, jusqu’à ce qu’il soit plein. Or ces déchets ne se décomposent pas en quelques jours, même par forte chaleur. Une fois la cuve remplie, le camion peut ensuite aller vider son contenu à un centre de traitement de déchets organiques. Le dispositif de stockage décrit dans le document met également en œuvre la pompe à vide pour transférer les déchets depuis une conduite du dispositif vers l’intérieur de la cuve. Les problèmes liés à l’utilisation d’une pompe à vide précédemment évoqués sont toujours présents.

Du document LU 100173, on connaît un dispositif de stockage et/ou de transport de déchets organiques, comprenant une cuve hermétique destinée à recevoir les déchets ; une goulotte de déversement des déchets, reliée par une conduite à la cuve à déchets et des moyens d'évacuation des gaz présents dans la cuve. Le dispositif comprend une unité de neutralisation d'odeurs émises par les gaz, reliée d'un point de vue fluidique à la cuve par les moyens d'évacuation et comprenant au moins une colonne de solution aqueuse, l'unité de neutralisation d'odeurs étant configurée pour recevoir les gaz de la cuve dans le bas de ladite ou desdites colonnes. Le déversement des déchets et leur transfert depuis le conduit d’ amenée vers la cuve hermétique peut être réalisé par aspiration ou par une vis sans fin. Le principal problème lié à la mise en œuvre d’au moins une colonne de lavage réside dans la mise au point du dosage des réactifs acides et basiques à mettre dans les colonnes. En effet, ces derniers dépendent fortement de la nature des déchets qui seront insérés dans la citerne, nature par définition inconnue avant son utilisation. Pour être efficace, la vitesse de diffusion dans les colonnes de lavages doit être lente et constante (bullage). Or, ce n’est pas le cas lorsqu’un afflux important de gaz survient, par exemple lors du transfert du contenu d’une poubelle du broyeur vers une cuve quasi-pleine ou dans le cas de l’utilisation d’une pompe à vide puissante qui ne permettra pas le bullage des effluves dans les colonnes de lavage.

Exposé de l’invention

Un but de l’invention est notamment de remédier à tout ou partie des inconvénients précités.

La présente invention vise notamment le traitement des déchets fermentescibles putrescibles. Elle peut également s’appliquer au traitement des déchets fermentescibles non putrescibles.

Selon un premier aspect de l’invention, il est proposé un dispositif amovible de collecte, stockage et transport de déchets fermentescibles comportant, selon un sens d’écoulement des déchets fermentescibles :

— un dispositif d’alimentation en déchets fermentescibles,

— une trémie,

— un broyeur agencé pour broyer les déchets fermentescibles et former des matières broyées,

— un dispositif de transfert desdites matières broyées,

— un réservoir de stockage, de préférence étanche à l’air, agencé pour stocker les matières broyées, de préférence sous atmosphère contrôlée de façon anaérobique,

— un dispositif de vidage du réservoir agencé pour vider le réservoir de stockage,

La trémie est agencée pour conduire les déchets fermentescibles depuis le dispositif d’alimentation jusqu’au broyeur, le dispositif de transfert est agencé pour transférer lesdites matières broyées depuis le broyeur jusqu’au réservoir de stockage, et le dispositif comporte en outre un dispositif de filtration d’effluves (fluidiquement) raccordé au réservoir de stockage.

Selon le premier aspect de l’invention, le dispositif comporte en outre un détendeur disposé entre le réservoir de stockage et le dispositif de filtration.

Le dispositif d’alimentation peut comporter une ouverture manuelle, de préférence à tiroir ou à tambour.

Le dispositif d’alimentation peut comporter un lève-conteneur, de préférence actionné électriquement ou hydrauliquement, agencé pour vider un bac roulant.

Le dispositif d’alimentation peut être de type gravitaire. La trémie peut être pourvue d’un revêtement anti-adhérent de type polytétrafluoroéthylène (PTFE), ou polypropylène (PP). Le polypropylène présente un coefficient de frottement très faible et une bonne tenue aux acides et aux bases.

Le dispositif de transfert peut comporter un cylindre, ou tuyau, en col de cygne, qui peut être raccordé au-dessus du réservoir.

Le dispositif de transfert peut comporter une pompe à vide.

Le dispositif de transfert peut être à pression positive selon le sens d’écoulement des déchets fermentescibles. Le dispositif de transfert à pression positive peut par exemple être une vis sans fin ou une pompe péristaltique.

Le réservoir de stockage peut être en matière polymère, métal doux ou inox.

Le réservoir de stockage peut être recouvert, au moins partiellement, d’une couche de protection et/ou de renforcement, par exemple de type PTFE, feuille d’inox ou époxy.

Le réservoir de stockage peut comporter des disques brise- vagues disposés verticalement.

Le réservoir de stockage peut comporter des capteurs de niveaux.

Le réservoir de stockage peut comporter en outre des moyens de chauffe agencés pour chauffer les matières broyées.

Le dispositif selon le premier aspect de l’invention peut en outre comporter des moyens de pilotages configurés pour piloter les moyens de chauffe.

Le dispositif de filtration d’effluves peut être disposé (raccordé fluidiquement) entre le réservoir de stockage et le dispositif d’évacuation d’effluve.

Le dispositif de filtration d’effluves peut être un media solide de filtration, de préférence un filtre à charbon ou un biofiltre.

Le dispositif de filtration d’effluves peut être de type ionisation, photocatalyse, traitement UV, ozonation ou brûlage.

Le dispositif de filtration d’effluves peut comporter des colonnes de lavage.

Le dispositif selon l’invention peut comporter une trappe anti-odeur disposée en amont de la trémie, selon le sens d’écoulement des matières fermentescibles. La trappe anti-odeur peut être formée par un couvercle de la trémie muni d’un joint d’étanchéité. Le couvercle a au moins deux fonctions, l’une de sécurité de fonctionnement du broyeur, la deuxième d’étanchéité de la trémie. Fermé, le couvercle permet le déclenchement du broyeur 106 en toute sécurité et retient les odeurs des restes de déchets qui n’auront pas été acheminés dans le réservoir de stockage.

Le dispositif selon l’invention peut comporter une deuxième trappe anti-odeur disposée entre le dispositif de transfert et le réservoir de stockage. La deuxième trappe anti-odeur peut être formée d’une vanne guillotine. La deuxième trappe anti-odeur permet de s’assurer que les matières broyées ne puissent pas revenir vers le broyeur. Ce montage est particulièrement intéressant lorsque le dispositif de transfert présente un tuyau en col de cygne.

Le dispositif selon l’invention peut en outre comporter un dispositif d’évacuation d’effluves générés par les matières broyées et/ou déchets fermentescibles fluidiquement raccordé au réservoir de stockage.

Le dispositif selon l’invention peut en outre comporter un dispositif de stockage d’effluves fluidiquement disposé entre le réservoir de stockage et le dispositif d’évacuation d’effluves.

Le dispositif de vidage peut être par gravité ou aspiration, par exemple au moyen d’un trou d’homme ou d’une vanne agricole.

Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un transporteur équipé d’un dispositif selon le premier aspect de l’invention, ou l’un ou plusieurs de ses perfectionnements, depuis une installation de stockage dans laquelle est stocké ledit dispositif vers une autre installation de stockage.

Le transporteur peut être un camion. Le type de transporteur utilisé peut dépendre de la taille et de la forme du dispositif, et du terrain sur lequel le conteneur doit être transporté.

Brève description des dessins

D’autres avantages et particularités de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, au regard de dessins annexés sur lesquels :

• la figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation d’un dispositif de traitement de déchets fermentescibles selon l’invention ;

• la figure 2 représente schématiquement un détail du dispositif représenté sur la figure 1 ,

• la figure 3 représente schématiquement un autre détail du dispositif représenté sur la figure 1,

• la figure 4 représente schématiquement encore un autre détail du dispositif représenté sur la figure 1.

Description détaillée

Les modes de réalisation décrits ci-après n’étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites, par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure.

Sur les figures, un élément apparaissant sur plusieurs figures conserve la même référence.

La figure 1 illustre un mode de réalisation d’un dispositif 100 de collecte, stockage et transport de déchets fermentescibles. Le dispositif 100 est prévu pour assurer un processus de méthanisation de ces déchets fermentescibles.

Le dispositif 100 est amovible et déplaçable entre un lieu de collecte des déchets et un lieu de déchargement des déchets collectés.

À cet effet, le dispositif 100, comporte, selon un sens d’écoulement M des déchets fermentescibles :

- un dispositif d’alimentation 102 en déchets fermentescibles,

- une trémie 104,

- un broyeur 106 agencé pour broyer les déchets fermentescibles et former des matières broyées,

- un dispositif de transfert 108 desdites matières broyées,

- un réservoir de stockage 110 étanche à l’air, agencé pour stocker les matières broyées sous atmosphère contrôlée de façon anaérobique,

- un dispositif de vidage 112 du réservoir agencé pour vider le réservoir de stockage 110.

Le dispositif 100 est en outre équipé d’un crochet C de préhension.

La trémie est agencée pour conduire les déchets fermentescibles depuis le dispositif d’alimentation 102 jusqu’au broyeur 106.

Le dispositif de transfert 108 est agencé pour transférer les matières broyées depuis le broyeur jusqu’au réservoir de stockage 110 étanche.

Le dispositif 100 comporte en outre un dispositif de filtration d’effluves 114 des effluves (E) qui est fluidiquement raccordé au réservoir de stockage 110. Des gaz peuvent circuler depuis le réservoir de stockage 110 vers l’extérieur du dispositif 100 à travers le dispositif de filtration d’effluves 114.

Le dispositif d’alimentation 102 est de type gravitaire. Le dispositif d’alimentation 102 peut comporter une ouverture manuelle, de préférence à tiroir ou à tambour. Le dispositif d’alimentation peut alternativement, ou en complément, comporter un lève-conteneur, de préférence actionné électriquement ou hydrauliquement, agencé pour vider un bac roulant.

Dans le mode de réalisation représenté, le réservoir de stockage est en matière polymère, métal doux ou inox. Le réservoir de stockage peut être recouvert, au moins partiellement, d’une couche de protection et/ou de renforcement, par exemple de type PTFE (polytétrafluoroéthylène) , feuille d’inox ou époxy.

Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 2, le dispositif de transfert 108 peut comporter un tuyau ou un cylindre 116 en col de cygne raccordé au-dessus du réservoir 110.

Toujours en référence à la figure 2, le réservoir de stockage 110 comporte des disques brise-vague 118, disposés verticalement. Ces disques qui ont le double avantage d’optimiser le remplissage complet du réservoir 110 limitent les risques de renversement lors du transport. Il est ainsi possible d’éviter des coups de bélier.

Le réservoir de stockage 110 comporte en outre des capteurs de niveaux 120. Ils peuvent être placés de part et d’autre des brise- vagues 118 et améliorent la lecture du niveau réel de remplissage du réservoir.

La courbe N illustre un étalement possible des matières broyées dans le réservoir de stockage 110.

En référence à la figure 1 , la trémie 104 peut être pourvue d’un revêtement anti-adhérent, par exemple de type PTFE ou PP (polypropylène). En particulier, le polypropylène présente un coefficient de frottement très faible et une bonne tenue aux acides et aux bases.

Le dispositif 100 peut en outre comporter deux trappes anti-odeur (non représentées) .

La première trappe anti-odeur est formée par un couvercle de la trémie 104 muni d’un joint d’étanchéité et est ainsi disposée en amont de la trémie, selon le sens d’écoulement des matières fermentescibles. Le couvercle a au moins deux fonctions, Tune de sécurité, l’autre d’étanchéité de la trémie. Fermé, il permet le déclenchement du broyeur 106 en toute sécurité et retient les odeurs des restes de déchets qui n’auront pas été acheminés dans le réservoir de stockage 110.

La deuxième trappe anti-odeur est formée d’une vanne guillotine étanche, disposée entre le dispositif de transfert 108 et le réservoir de stockage 110. La vanne guillotine permet d’une part de s’assurer que les matières broyées ne puissent pas revenir vers le broyeur 106 et d’autre part d’assurer l’étanchéité à l’égard de l’air à l’extérieur du dispositif. Ce montage est particulièrement intéressant lorsque le dispositif de transfert présente un tuyau en col de cygne. Selon une possibilité le dispositif de transfert 108 peut comporter une pompe à vide.

Alternativement, le dispositif de transfert est à pression positive selon le sens d’écoulement des déchets fermentescibles. Le dispositif de transfert 108 peut par exemple être une vis sans fin, aussi appelée vis d’Archimède, ou une pompe péristaltique.

Le dispositif de vidage fonctionne par gravité ou aspiration, par exemple au moyen d’une vanne agricole ou d’un trou d’homme 112.

Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 3, le réservoir de stockage 110 peut en outre comporter des moyens de chauffe 122 agencé pour chauffer les matières broyées.

Ainsi, il est possible de chauffer le réservoir de stockage 110 une fois plein à une température minimale de 70 °C pendant une durée minimale d’une heure afin de réaliser la phase d’hygiénisation des déchets fermentescibles de façon anaérobique. Cette phase est obligatoire pour les déchets fermentescibles pouvant contenir des sous-produits animaux de type C3 (SPAN C3). Réaliser cette opération dans le réservoir permet par la suite de vider le réservoir chez n’importe quel méthaniseur quelles que soient ses installations. En effet, le coût d’une installation d’hygiénisation chez un méthaniseur étant élevée, peu en sont pourvus. Par ailleurs, un méthaniseur utilisant essentiellement des produits agricoles ne saurait rentabiliser une installation d’hygiénisation.

Des dispositifs de pilotage, tels des calculateurs, peuvent être prévus pour piloter les moyens de chauffe 122.

Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 4, le dispositif de filtration d’effluves 114 est disposé (raccordé fluidiquement) entre le réservoir de stockage 110 et un dispositif d’évacuation d’effluves 124, générées par les matières broyées et/ou déchets fermentescibles, du dispositif 100.

Le dispositif de filtration d’effluves 114 est un media solide de filtration, de préférence un filtre à charbon ou un biofiltre

Alternativement, le dispositif de filtration d’effluves est de type ionisation, photocatalyse, traitement UV, ozonation, ou brûlage.

Alternativement, le dispositif de filtration d’effluves est de type colonnes de lavage.

Le dispositif de filtration d’effluves comporte une vanne de surpression 128, disposée entre le réservoir de stockage 110 et le dispositif de filtration d’effluves 114, de préférence tarée à 0,1 bar.

Dans l’exemple représenté, le réservoir de stockage 110 comporte en outre une soupape de sécurité 130 tarée à 0,3 bar à l’interface entre le réservoir de stockage 110 et l’extérieur du dispositif 100. La vanne de surpression 128 et la soupape de sécurité 130 sont disposées de la manière la plus éloignée possible de la vanne agricole ou du trou d’homme.

Par exemple, la vanne agricole ou le trou d’homme peuvent être disposés d’un côté, dit côté avant, du dispositif 100, tandis que la vanne 128 et la soupape 130 sont disposées de l’autre côté, dit côté arrière, du dispositif 100.

Comme illustrée sur la figure 4, le dispositif 100 peut comprendre un détendeur 126, disposé entre le réservoir de stockage 110 et le dispositif de filtration d’effluves 114.

En ce cas, la vanne de surpression 128 peut être disposée entre le réservoir de stockage 110 et le dispositif de filtration d’effluves 114.

Le détendeur 126 est judicieusement choisi et présente un volume supérieur ou égal à la quantité maximum de déchets ingérable par la machine en un cycle, par exemple de 240 L. Ainsi, on s’assure que le dispositif de filtration d’effluves 114 fonctionne à pression nulle. Le dispositif de filtration d’effluves 114 présente ainsi le meilleur débit de filtration.

Le dispositif 100 peut en outre comporter un dispositif de stockage d’effluve, fluidiquement disposé entre le dispositif de filtration d’effluves 114 et le dispositif d’évacuation d’effluves 124.

Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.