Brevet FR2446131A1 — publié le 19800808

L'objet de llinvention est une station transportable utilisée pour le traitement des ordures ménageres, des déchets urbains ou industriels, des eaux polluées, usées ou boues de station d'épuration. I1 existe des stations de traitement des ordures ménagères par incinération, compostage ou broyage, elles sont réalisées par des équipements mécaniques électriques et hydrauliques disposés dans un ou plusieurs bâtiments les fonctions de transformation des ordures ou déchets étant reliées en entre elles par des convoyeurs. L'inconvénient majeur de ces stations est de représenter une infrastructure lourde fixée des sa construction et par conséquent incapable de s'adapter facilement aux nouvelles technologies moins polluantes. Par exemple en compostage, la zimothermie a fait place au compostage aérobie par procédé lent ou accéléré qui ne dégage plus d'odeurs putrides ; l'incinération par brûlage qui dégage des gaz corrosifs fait place à la pyrolyse etc... D'autre part, les fluctuations des densités de population à long terme sont très difficiles à définir or elles déterminent la capacité des stations de traitement et leur emplacement souhaitable. Comme les installations de traitement d'ordures sont réalisées pour durer entre 10 et 20 ans, on aperçoit immédiatement la difficulté du choix et ltobligation d'hypothéquer l'avenir. Les régions touristiques doivent lors des saisons faire face à des apports journaliers hors de proportion avec la capacité des installations. Dans quelques unes de ces villes, ont été réalisées des stations qui peuvent traiter l'ensemble des déchets lors des pointes mais alors les coûts d'exploitations et d'amortissement lors du fonctionnement hors saison greve lourdement le budget des villes. Enfin pour tous les traitements par broyage, usine mixte broyagecompostage ou broyage-compostage il est souhaitable et économique d'avoir le traitement très près de la mise en décharge contrôlée pour éviter le transport des produits broyés. Le coût des terrains près des villes moyennes est élevé et les impératifs géologiques nécessaires à leur emploi comme décharge assez stricte. Ce qui conduit à créer dès la saturation du ler terrain sur lequel est implanté l'usine une station transfert ou l'abandon de l'usine. Tous ces aspects du problème convergent vers la solution du traitement mobile. Des stations sur camion existent mais uniquement pour les faibles tonnages de l'ordre de 1 à 2 tonnes à ltheure. Mais les villes moyennes nécessitent des capacités de l'ordre de 10 à 20 tonnes à l'heure ce qui est impossible sur les camions en raison des effets dynamiques importants produits par les broyeurs, des dimensions des différents équipements et l'empilage des cotes de hauteur des mécanismes conduirait à un véhicule trop haut. La présente invention évite ces inconvénients, elle permet d'obtenir des stations déplaçables, pouvant traiter des tonnages importants, modulaires évolutives et de plus pouvant être louées en tant que service ce qui garantit l'utilisateur de la qualité du traitement. L'invention est composée des différents éléments suivants A - Le cuvelage repère i avec ou sans lestage. B - L'ossature mobile repère 2 avec un mécanisme de montée descente. C - Une installation repère 3 de prétraitement avec ou sans couverture mobile repère2 D - Un cuvelage fosse repère 5 avec ou sans couverture repère 6. E - Les utilités et accessoires. A - Le cuvelage est réalisé en tôle d'acier ou alliage ou plastique genre polyester-fibre de verre, résine epaxy-chargée etc... La réalisation courante étant une ossature formée de 2 caches en profilés d'acier repère 7 reliés entre eux par des montants en profilés, Remplissage de l'ossature par des panneaux de tôle d'acier eux-mêmes raidis par des renforts verticaux constitués par des profils soudés. La sole de cuvelage repère 8 sera particu+I lièrement raidie dans le sens transversal de manière à assurer une liaison assez rewde avec le sol. A cet effet on utilise des cornières repère 9 soudées à 45 pointe en bas.Cette disposition est efficace pour absorber les efforts de torsion qui se développent par l'action des effets dynamiques du broyeur d'une part, d'autre part la sole du cuvelage travaille en tant que radier général pour la répartition du poids de l'ensemble de l'appareil. La pénétration dans le sol étant proportionnelle aux effets dynamiques augmentés du poids propre. Les seuls travaux à effectuer pour la mise en place d'un tel cuvelage seront une fouille en excavation de dimension légèrement supérieure au cuvelage et fonction de l'angle d'éboulement naturel des terres. Régalage d'une couche de sable d'environ une quinzaine de centimètre d'épaisseur. Mise en place par la grue du cuvelage et remplissage de sable du restant de la fouille jusqu'au sol. Ce système d'appui au sol permet d'obtenir un taux de travail compatible avec les sols les moins-résistants. Le taux de travail du sol sous le cuvelage sera d'environ 0,07 bars ce qui est très intéressant puisque la plupart des stations seront à implanter sur les lieux-mêmes d'une ancienne décharge. Nous éviterons ainsi les frais de fondation spéciales frais de fondations spéciales. Dans les cas où une sous-pression hydrostatique est à craindre, le fond de fouille sera rempli avec du béton de lestage, des pattes de scellement et platine de solidarisation seront prévues sur l'ossature inférieure du cuvelage. B - L'ossature mobile ; elle est composée d'un chassis repère 10 comprenant des longerons en profilés reliés par des entretoises repère 11. La planche 1 représente le module broyage d'une station (coupe longitudinale), sur ce dessin, le chassis est en position basse. Cette position correspond à la fonction marcha de la station. Le chassis repose alors non seulement sur les platines de montée descente mais sur des goussets repère 12 destinés à assurer le calage du chassis au droit du broyeur. Cette disposition évite les sollicitations duent aux effets dynamiques du broyeur repère 13 en fonctionnement. On sait en effet que les effets dynamiques sur de tels broyeurs atteignent 3,5 à 4 fois le poids statique du broyeur à l'arrêt D'autre part sur un chassis relativement long par rapport à son inertie des effets de résonnance méeanique ne manquent pas de se produire.Les goussets repère 12 évitent cet inconvénient. Un verrouillage genre loqueteau à came sera prévu pour assurer une solidarisation entre les goussets et le chassis en position basse. La planche 2 représente le module broyage d'une station avec chassis repère 10 en position haute. Cette position correspond à la fonction maintenance de la station. Le chassis repose alors sur -les platines de montée descente avec en sécurité un blocage par verrou repère 14 de position haute. De tels verrous étant connus nous ne les décrirons pas plus avant. Le mecanisme de montée descente sera constitué par 4 vérins repère 15 ceux-ci pouvant être du type hydraulique ou mécanique (crémaillère, vis sans fin cables, chaînes etc). De tels mécanismes font partie du domaine connu. Lorsque le chassis est en position haute, l'accès d'un homme est possible dans le cuvelage pour assurer la maintenance et l'entretien des différents éléments situés en partie basse. Dans le cuvelage on peut installer avantageusement le groupe hydraulique repère 16 dispositif montée descente et la grue hydraulique du module réception de la station. On disposera également une pompe de relevage des eaux repère 17 pour l'évacuation des eaux pluviales ou de lavage dans le cuvelage. Le chassis repère 10 solidement entretoisé sera muni à sa partie supérieure d'un platelage en tôles striées ou larmées pour permettre d'effectuer facilement les travaux de changement de pièces d'usure. Un escalier ou échelle sera prévu pour l'accès à la partie basse du cuvelage. Cet ensemble est appelé ossature mobile repère 2. C - Installation repère 3 de prétraitement. Qu'il s'agisse d'incinération, de compostage,de décharge contrôlEe-ou de recyclage industriel l'opération préalable dans les technologies avancées est le broyage. Il s'agit en fait d'un prétraitement car pour la décharge contrôlée, le broyage préalable apporte uniquement une modification physique des déchets, le traitement approfondi porte sur la modification chimique et physique. Cette modification s' opère par l'intervention de micro organismes (bactéries thermophiles, mésophiles ... etc ...). En conséquence nous utilisons le procédé suivant : fig. 2 planche 2 . Une trémie repère 18 avec un tablier extracteur repère 19 celuici peut etre en métal ou en néoprène avec tasseaux.Un volet de régulation repère 20, ce volet composé d'une trappe en tôle articulée sur un axe et munie de contre-poids réglables est destinée à éviter les effets de souffle du broyeur et à réguler l?épaisseur de couche des déchets qui montent sur le convoyeur vers le broyeur. On pourra utilement à l'aide de 2 micro-contacts commandés par les positions relatives de la trappe asservir la vitesse d'entramement du tablier extracteur. Les déchets tombent ensuite dans le broyeur repère 13 qui peut être un broyeur à marteaux avec grille ou peigne ou tous dispositifs connus de broyage ou dilacération (déchiqueteur hydraulique à couteaux ou broyeur à axe vertical). A la suite de ce traitement, les produits sont repris par le convoyeur repère 21 et déversés par la goulotte repère 22 aux fins d'autres traitements (décharge - incinération - compostage - criblage etc...). On peut remarquer sur la planche 2 une couverture mobile repère 23 figurée par un double trait tireté. Cet abri sera constitué par un conteneur en tôle d'acier ou tous matériaux déjà décrits pour le cuvelage repère 1 ce bâtiment sera pourvu de crochets à sa partie supérieure de façon à permettre facilement son enlèvement lors du changement des grosses pièces d'usure (rotor du broyeur par exemple). Des ouvertures libres ou trappes de visite peuvent être prévues dans l'abri de manière à faciliter l'accès pour les nettoyages et remplacement des marteaux. Une variante intéressante de l'appareil consiste à disposer un convoyeur d'alimentation type convoyeur en auge avec vis d'archimède, un broyeur à axe vertical et sortie après broyeur assuré par une vis dans un conduit tubulaire qui comprise en le transportant le produit. D - Cuvelage fosse repère 5. Pour pouvoir adapter au mieux le débit de la station de broyage à l'arrivée des déchets il est nécessaire d'utiliser une capacité tampon. Nous utiliserons une fosse repère 5 constituée d'un cuvelage même constitution que celui de la station de broyage. Mais le dispositif de montée et descente ne sera pas utile. Par contre un côté de la fosse comportera une platine repère 24 munie de réservation de façon à fixer solidement une grue hydraulique repère 25 du type grue pour camion. La force motrice de la grue sera délivrée par le groupe hydraulique repère 16 installé dans le cuvelage station. Les figures 6 et 7 planche 5 représentent une fosse telle que précédemment décrite mise en place dans un terrain avec blocage de l'intervalle fosse-fouille par du sable.On notera la mise en place par soudure de gousset en tôle dans le fond de la fosse pour faciliter le nettoyage et assurer une rigidité complémentaire. La commande de la grue s'effectuera depuis une cabine de commande,le système de manettes agissant sur des électrovannes reliées aux tuyauteries des différents vérins. Une couverture démontable est figurée planche 4 figure 5. Elle est composée par des portiques métalliques repère 26 fixés par l'intermédiaire de platines boulonnées sur l'ossature périphérique repère 7 du cuvelage. Une protection repère 27 constituée par une tôle d'acier sera disposée à l'opposé du déchargement afin de recentrer les déchets dans la fosse, facilitant ainsi le travail de la grue hydraulique. Les portiques métalliques seront contreventés dans le sens longitudinal de la fosse par des croix de Saint André ou des goussets. Le bardage repère 28 sera constitué par des plaques galvanisées prélaquées ou des bacs enboutis, ou tout autre parement convenant à cette utilisation (plaque amiante ciment par exemple). La couverture repère 21 sera réalisée suivant les prescriptions courantes de ce type d'ouvrage.Il est évident que ltensemble pourra faire l'objet de toutes finitions, décorations poses d'accessoires notamment pose de volets roulants repère 30 ou couverture et bardage modulaires. E - Les utilités et accessoires nécessaires pour que la station soit opérationnelle - Un bâtiment transportable genre ALGECO, cubing 2 000, Tétrodon etc aménagé pour les fonctions suivantes : un local bureau avec éventuellement les indicateurs du pont bascule, un local vestiaire, sanitaire, un local magasin. - Un transformateur sur ski type chantier pour l'alimentation en basse tension il est à noter que dans le cas de station équipée d'un moteur diesel pour le broyeur, celui-ci fournit par l'intermédiaire d'un alternateur l'énergie nécessaire pour les autres équipements. - Une cabine de commande repère 31 planche 6. Cette cabine abrite le ou les dispositifs de commande de la grue hydraulique, les asservissements électriques de la station de traitement ainsi que éventuellement les indicateurs du pont bascule. - Un pont bascule genre 41 TS KUHN et FLEICHEL avec double cuvelage suivant description ci-avant pour visite du mécanisme. Le tablier du pont bascule est constitué de tôles striées formant des panneaux métalliques largement entretoisés. Ces panneaux sont verrouillés par cames sur la charpente métallique. Utilisation par module de la station, la planche 6 représente figure 8 - 2 modules fosse repère 5, la grue hydraulique du module de droite servant également à la desserte du module de gauche. - 1 module station de broyage repère 3 - 1 module repère 32 de station d'affinage. les produits broyés par la station repère 3 sont repris après hygiénisation et maturation par un tracto pelle et introduit dans le module d'affinage pour obtehtion d'un compost employé en agriculture. - 1 cabine de commande repère 31. La figure 9 représente une autre disposition des modules : 2 modules fosse repère 5 un module station de broyage repère 3 1 cabine de commande repère 33. La figure 10 planche 6 représente une autre disposition des modules précédemment énumérés pour la figure 9. De nombreuses autres dispositions des modules peuvent être retenues. Il est évident que la souplesse des dispositions successives représente un avantage majeur pour les utilisateurs. Il est toujours possible de trouver une combinaison des différents modules de manière à adapter aux conditions du moment. Le fait que les modules sont facilement déplaçable sans frais d'infrastructure lourde, permet de changer l'implantation des groupes de modules sur le terrain pour obtenir une axploitation plus rationnelle. Enfin nous avons noté la faculté de louer ces modules avec par exemple une redevance à la tonne traitée pour l'exploitation et une redevance à la durée de location pour l'amortissement. Les modules constituent un nouveau dispositif industriel au service des collectivités et de la qualité de la vie. REVENDICATIONS 1 - Dispositif transportable et modulaire pour le traitement des ordures ménagères des déchets urbains ou industriels, du compost,comprenantlun cuvelage à enterrer dans lequel est disposé un chassis mobile solidaire de vérins élévateurs. Le broyeur et ses annexes reposent sur le chassisi en position basse, les effets dynamiques du broyeur sont transmis par des goussets à verrouillage à la sole du cuvelage. 2 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par la disposition de profilés équerres fixés à 45 pointe en bas sous la sole du cuvelage assurant la répartition des contraintes de torsion et une pénétration proportionnelle dans le sol. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par l'assemblage de plusieurs cuvelages contenant les fonctions broyage, réception, affinage, pour constituer une station de traitement.