Brevet FR2265853A1 — publié le 19751024

L'invention Sa pour objet une cuve -gaz ométre comprenant au moins une cuve de fermentation surmontée d'une cloche mobile en sens vertical. Des installations de production de méthane par fermentation de matières organiques tels que digesteurs à boue d'égouts cuves a gaz de fumier, se composent en général d'une ou plusieurs cuves de fermentation étanches, fermées à leur partie supérieure par un dogme fixe en béton ou par un couvercle en ttle d'acier ou en matière plastique amovible, mais bloqué en service, et d'un gazomètre séparé, constitué classiquement par une cloche reposant sur une cuve à eau. Parfois cependant on utilise la mEme cuve comme cuve de fermentation et comme cuve du gazomètre, la jupe de la cloche plongeant alors, soit directement dans le liquide de fermentation, soit dans un canal rempli d'eau séparé de l'intérieur de la cuve par une double paroi. Cette disposition a l'avantage de conduire à une économie de construction-et à une réduction d'encombrement mais présente un inconvénient pour la mise en place de l'isolation, indispensable en pays froids pour limiter les pertes calorifiques de la cuve par sa partie supérieure. En effet, s'il est aisé de calorifuger le fond de la cloche, la chose n'est pas possible pour la paroi latérale qui plonge dans un liquide. On a cherché à tourner cette difficulté en faisant déplacer la cloche dans une enceinte isolée thermiquement mais non hermétique, construite en superstructure de la cuve. Mais cette solution est coateuse et imparfaite à cause du phénomène de respiration qui se produit entre l'atmosphère intérieure de cette enceinte et 1' atmosphère extérieure au cours des déplacements de la cloche. Le but de l'invention est de réaliser une nouvelle cuvegazomètre n' ayant pas les inconvénients précités et dont les pertes calorifiques par rayonnement soient réduites à une quan tité insignifiante. Un autre but est de permettre une épuration entre la production du gaz et son stockage dans le gazomètre, dè sorte qu'on diminue le volume à stocker de la quantité correspondante aux impuretés gazeuses. Ces buts sont atteints, selon 11 invention, par le fait que chaque cuve est fermée à sa partie supérieure par un couvercle et un moyen de communication est prévu entre le haut de chaque cuve fermée et la cloche. Dans le cas ou plusieurs cuves sont surmontées par une l'ensemble unique -seule clocheb / des cuves reçoit un/couvercle selon l'invention. De cette façon, qutil y ait une seule ou plusieurs cuves, au cours de la fermentation, le couvercle restant immobile, son isolation thermiaue peut être aisément obtenue au moyen d'un matériau calorifuge, par exemple non hygroscopique tel qu'une matière synthetique expansée, placé au-dessus ou au dessous de la paroi ou de l'ossature du couvercle pour obtenir ou renforcer l'étanchéité. Il devient alors inutile de calori- fuger la cloche elle-mCme ou d'ajouter une superstructure avec un matériau isolant. Il est avantageux que le couvercle ferme la cuve par un dispositif d'étanchéité à joint hydraulique Le moyen de communication entre haut de cuve et cloche est soit un orifice traversant le couvercle, soit une conduite les reliant par l'extérieur, pénétrant, préférablement dans la cloche à travers le joint hydraulique. Un épurateur de gaz est avantageusement disposé sur cette conduite. Selon une autre caractéristique, la cuve comporte à sa partie supérieure une grille de maintien au gonflement, éventuellement avec un circuit d'arrosage à la partie supérieure ae liquide repris à la partie basse. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description, donnée ci-après uniquement à titre d'exemple,de modes de réalisation de l'invention. On se reportera à cet effet à la figure ironique annexée qui représente une cuve gazomètre selon l'inveition comportant des variantes qui seront précisées plus loin. .Une cuve-gazomètre désignée dans son ensemble par n comprend une cuve de fermentation 2, ayant une paroi 3 et surmontée par une cloche mobile 4 dont la jupe 5 plonge dans une rigole circulaire supérieure 6 délimitée - entre la paroi 3 et une paroi 7. La-cuve 2 est formée a sa partie supérieure par un couvercle 8 d'isolation thermique et étanche aux gaz comportant par exemple un. treillis maintenant jointives des plaques de polystyrène expansé. Le couvercle 8 repose sur le haut de la cuve par une jupe circulaire 9 engagée dans le joint hydrauliGtle 6, grgee à un rétrécissement 10 du diamètre du bord de la cuve. Selon un premier mode de réalisation, an moins un tube 11 traverse le couvercle 8. Selon tzn deuxième mode de réalisation, le gaz produit dans la cuve est-évacué, par Sa pression, par une canalisation 12, qu le prélève à la partie supérieure, et le conduit a un épurateur r 13, dtot il est amené a la cloche par une canalisation 14, remontant de bas en haut le joint hydraulique au-deIà de la åupe de la cloche et au-dessus du niveau du joint hydrau ligue. Dans le gaz de production de méthane par fermentation de matières organiques, l'épurateur aura pour objet .de purifier le gaz par élimination du gaz carbonique et accessoirement de 1 'hydrogène sulfuré. Dans le cas d'utilisation d'une cloche en matériau de faible conductibilité thermique, en plastique par exemple, le calorifugeage de la paroi latérale de la cuve au niveau du joint d'eau de la cloche pourra sans inconvénient être placé a l'exté- rieur de la paroi extérieure de ce joint; dans le cas d'utilisa- tion d'une cloche métallique, il y aura intérêt, au contraire, à disposer la couche. de matière isolante de la cuve dans l'épais- seur de la paroi interne de ce méme joint d'eau, ctest-à-dire dans l'épaisseur de la paroi latérale de la cuve elle-mme. Ce calorifugeage latéral sera inutile s'il est prévu de réchaufffer la cuve en cours de fermentation par un enrobage de fumier en fermentation. chaùde appliqué contre la paroi latérale, comme il est représenté par la référence 15 sur la figure. La possibilité d'insérer sur le trajet entre cuve et cloche un épurateur, éliminant du mélange de gaz produit par la fermentation le gaz carbonique qu'il contient, permet, soit de réduire d'environ 40 pour eent en pratique la capacité à prévoir pour la cloche d'une cuve de volume donné, soitd'accrortre d'autant la capacité de-stockage en gaz utile d'une cloche donnée. Cela, en plus de tous les avantages résultant de l'utilisation, rendue possible directement au départ de ce nouveau type de cuve-gasomètre, d'un gaz épuré assurant un meilleur fonctionnement de tous les appareils d'utilisation en aval. Àu cours de la fermentation, la matière organique, par exemple du fumier, gonfle et a tendance- à flotter. Pour la maintenir complètement immergée, on peut disposer a sa surface -une grille, en métal déployé par exemple. Cette grille peut titre complétée et maintenue en place par des tubes perforés prenant appui en bout sous l'épeulement 10' du joint d'eau Ces tubes perforés, ou comportant des busettes, sont en communication avec un tuyau débouchant dans le fond de la cuve, ce qui permet d'établir une circulation de purin à travers la masse du fumier, et de la réchauffer éventuellement, si un système de réchauffage est placé sur le trajet du purin à l'extérieur de la cuve. Un accélérateur de circulation, du type accélérateur dé chauffage central peut titre installé sur le circuit de ce système de réchauffage. Un tel dispositif de cir- culation constitue, en outre, une sécurité contre toute surpression accidentelle dans le cas ou les gaz produits par la fermentation auraient de la difficulté à traverser le fumier accumulé sous la grille de maintien. R E V E N D I C s T I O N S 1. Cuve -gaz omètre comprenant au moins une cuve de fermentation surmontée d'une cloche mobile en sens vertical, carac - térisée en ce que chaque cuve est fermée à sa partie supérieure par un couvercle et un moyen de communication est prévu entre le haut de chaque cuve fermée et la cloche. 2. Cuve-gazomètre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le couvercle est en matériau calorifuge. 3. Cuve-gazomètre selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisée en ce que le -couvercle ferme la cuve par un dispositif d'étanchéite à joint hydraulique. 4. Cuve-gazomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le moyen de communication entre haut de cuve et cloche est au moins un orifice traversant le couvercle. 5. Cuve gazomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen de communication entre haut de cuve et cloche est une conduite les reliant par l'extérieur. 6. Ouve-gazomètre selon la revendication 5, comportant une cloche à Joint hydraulique, caractérisée en ce que la conduite pénètre dans la cloche à travers le joint hydraulique0 7. Cuve-gazomètre selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce qu'un épurateur de gaz est intercalé sur la conduite reliant cuve et cloche. 8. Cuve-gazomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la cuve comporte à sa partie supérieure une grille de maintient au gonflement. 9. Cuve-gazomètre selon l'une- quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit d'arrosage à la partie- supérieure de liquide repris a la partie base. 10. Ouve gazomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la cuve est calorifugée sur sa rériphérie.