Brevet FR2486960A1 — publié le 19820122

La présente invention est du domaine de la transformation des matières organique s par voie microbienne en vue notamment de la production de gaz combustible et plus particulièrement de la production de méthane à partir de fumier, lisier ou autres déchets agricoles, et elle a pour objet un dispositif de fermentation, dit fermenteur, du type "continufractionné" dans lequel les matieres fermentescibles circulent, disposées dans des capacités, dans l'enceinte de fermentation. On rappelle pour mémoire que l'on connaît deux grands types de fermenteurs : des fermenteurs discontinus et des fermenteurs continus. Dans les fermenteurs du premier type une assez grande quantité de matières fermentescibles est abandonnée à fermentation pendant une durée assez longue, plusieurs semaines à plusieurs mois par exemple, puis après épuisement du milieu la matière est retirée et remplacée par de la matière nouvelle. Dans les fermenteurs du second type la matière fermentescible est chargée dans de petites capacités mobiles, wagonnets par exemple, qui sont introduites à intervalle plus ou moins régulier dans l'enceinte de fermentation et qui sont extraites après un certain temps de séjour dans celle-ci, temps de séjour qui peut être le même que celui nécessité par les fermenteurs du premier type.Les fermenteurs du second type ont, sur ceux du premier, l'avantage de donner lieu à une production continue de gaz, bien que leur alimentation en matière fermentescible ne soit pas absolument continue mais fractionnée. Ils ont aussi l'avantage de simplifier les opérations de chargement et de déchargement. Un fermenteur connu du second type est par exemple constitué d'un tunnel dans lequel des wagonnets circulent les uns à la suite des autres sur des rails. L'étan chéité à l'atmosphere, requise par les conditions d'anaérobisse généralement nécessaires au processus de fermentation est réaliséeau moyen de passages "en siphon" disposés à l'entrée et à la sortie du tunnel ; ces passages "en siphon" sont formés chacun par une partie abaissée du tunnel remplie d'eau dans laquelle plongent les wagonnets. Un inconvénient important de ce fermenteur réside dans son coût de construction et de fonctionnement. Selon la présente invention, un dispositif destiné à la production de gaz par fermentation de détritus biodégradables, du genre comprenant une enceinte dans laquelle peuvent circuler les conteneurs de détritus, ladite enceinte comprenant un premier compartiment ouvert à l'atmosphère, et un second compartiment étanche à l'atmosphère, les deux compartiments étant séparés par un passage-etanche à l'atmosphère, l'étanchéité du passage étant assurée par un remplissage partiel d'eau de ladite enceinte et par une ouverture de communication entre lesdits compartiments, ladite ouverture étant située au-dessous du niveau de l'eau et étant conformée de façon à permettre le passage des conteneurs, est principalement caractérisé en ce que ladite enceinte est un "bassin" comportant un canal d'entrée et un canal de sortie, et en ce que les conteneurs sont des capacités flottantes, dites barges, destinées à flotter sur l'eau contenue dans le bassin et dans les canaux. I1 résulte d'une telle conception de fermenteurs une simplification considérable de la structure des conteneurs et de l'enceinte, une dépense minime d'énergie pour le déplacement des conteneurs et une très grande fiabilité de fonctionnement, puisque l'ensemble comporte un minium d'organes mécaniques. Suivant une caractéristique particulière de l'invention les barges sont pourvues de flotteurs destinés à les rendre insubmersibles même lorsqu'elles sont chargées. Suivant une autre caractéristique particulière de l'invention le compartiment étanche de l'enceinte dans lequel la fermentation anaérobie a lieu est divisé en chenaux juxtaposés et comportant en bout un passage au chenal voisin de telle sorte que la circulationdes barges dans l'enceinte a lieu longitudinalement dans un sens ou dans l'autre dans les chenaux, et transversalement d'un chenal à l'autre il résulte de cette disposition une possibilité de remplissage maximal de I'eseinte. L'enceinte est pourvue de moyens pour pousser longitudinalement les barges dans chacun des chenaux et pour les pousser transversalement d'un chenal dans un autre. La.présente invention sera mieux comprise, des détails en relevant apparaîtront et des avantages en seront signalés, à la description d'une forme particulière de réalisation qui va être faite en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles La fig.l est une coupe schématique longitudinale d'un fermenteur conforme à l'invention, La fig.2 est une vue de dessus du même, La fig.3 est une coupe longitudinale d'une barge, La fig.4 est une coupe transversale de la même, et La fig.5 est un schéma explicatif de la fonction d'un détail de structure d'une barge de la figure précédente. Sur les fig.l et 2 un fermenteur comporte une zône aérobie I , une zône anaérobie Il et une zône de passage étanche III entre les zônes I et II, et conformément à l'invention les zônes I et -Il sont constituées par un bassin 1 (zône II) et par des canaux d'entrée 2 et de sortie 3 (zône I) remplis d'eau comme cela est notamment visible sur la fig.l. Les canaux et le bassin sont des excavations creusées dans le sol, pourvues de parois et de fond en béton et d'une couverture réalisée en résine verre polyester par exemple. Des barges 5 remplies de matières fermentescibles flottent sur l'eau des canaux et du bassin depuis une entrée 6 vers une sortie 7. Elles passent de la zône I à la zône II et vice versa en plongeant sous l'action de moyens de transfet 8 au-dessous de linteaux 9 (fig.l) ; on remarque sur la fig.l que les linteaux 9 forment une séparation entre l'atmosphère des zônes I et II, et que le fond du bassin et des canaux dans la partie III forment un léger évi dement 10 ; on notera toutefois que si la hauteur a d'eau dans le bassin est suffisante pour permettre l'enfoncement des barges au-dessous des linteaux, un tel évidement devient inutile. Le bassin 1 est recouvert d'une couverture 11 pourvue d'une ou plusieurs ouvertures 12 permettant l'échappement des gaz de fermentation ; les canaux 2 et 3 peuvent également être pourvus d'une couverture telle que 13. Les canaux 2 et 3, comme cela est bien visible sur la fig.2, ont chacun une largeur légèrement supérieure à celle des barges 5 de façon à servir de guide à ces dernières ; ces deux canaux sont disposés avantageusement du même côté du bassin de manière à utiliser un même pont roulant 14 servant à la fois au chargement et au déchargement du fermenteur et d'un camion 15. Le bassin 1 est divisé en chenaux, au nombre de quatre sur la figure, référencés 15,16,17,18, séparés entre eux par des murettes telles que 19 disposées en chicane. Entre une extrémité de ces- murettes et la paroi du bassin est ménagée une ouverture telle que 20 de dimensions légèrement supérieures à la longueur d'une barge. Des poussoirs transversaux tels que 21 et 22 permettent de pousser en travers les barges pour les faire passer d'un chenal à l'autre, tandis que des poussoirs longitudinaux tels que 23 et 24 les poussent le long des chenaux ; la largueur d'un chenal est identique à celle d'un canal sus décrit, les murettes servant à guider les barges dans leur progression les murettes peuvent aussi servir de soutien pour la couverture. L'eau présente dans le bassin et dans les canaux sert non seulement de support de transport pour les barges mais aussi de moyens d'égalisation de la tempéra- ture entre les barges, ce qui est tout à fait bénéfique au processus de fermentation ; ainsi grâce au caractère flottant des barges on obtient les résultats suivants . une fa,cle dé-pense d'énerve pour faire circuler les barges dans ie fer menteur, la régulation de la température de fermentation et la possibilité d'une occupation maximale de la surface du fermenteur puisque les barges peuvent être déplacées aussi bien dans le sens longitudinal que dans le sens transversal. Sur les fig.3 et 4 une barge telle que l'une des barges 5 des figures précédentes, a une forme tronc pyramidale à base rectangulaire, évasée et ouverte vers le haut ; elle est pourue sur chacune de ses faces d'extrémité 25 et 26 respectivement de flotteurs 27 et 28 cela la section d'un flotteur tel que 27 et 28 par le plan horizontal croit depuis le bas vers le haut. Chaque barge est en outre pourvue le long de ses bords supérieurs de rebords frontaux 29 et 30 et de rebords latéraux 31 et 32. Ces rebords 29 à 32 servent non seulement de raidisseurs et de protecteurs de bords supe- rieurs de la barge mais ils servent aussi, comme cela va être expliqué plus en détail, d'organe de nettoyage des chenaux et des canaux du fermenteur.On remarque que de préférence ses rebords frontaux sont plus larges que les rebords latéraux. Sur la fig.5 on remarque qu'au cours de son déplacement dans l'eau du bassin, un rebord frontal tel que 29 emmagasine au-dessous de lui des amas solides dits "croûte" tels que 35,flottant à la surface de l'eau ; ces "croûtes", emmagasinées sous les rebords, suivront les barges dans leur progression dans le fermenteur et en seront extraites avec elles. Certaines barges seront spécialement conformées, non pour le transport de la matière fermentescible mais pour effectuer un nettoyage plus complet du bassin. Grâce à l'invention, les conteneurs que constituent les barges ont une structure beaucoup plus simple que celle des conteneurs de l'art antérieur, wagonnets, balancelles ou autres , elles sont donc d'un coût de construction beaucoup plus modic.ile et de ce fait peuvent servir non seulement au transport des matières dans le fermenteur mais encore servir de capacités de réception et d'emmagasinage sur les lieux de production de ces matières, par exemple dans les fermes ou les centres d'élevage De telles capacités sont aisément manipulables par des moyens connus dans le tran s- port des déchets. Revnant à ia riz.1, les moyens de trans fert 8 sont avantageusement constitués pour chaque canal d'un couple de chaînes à picots, les picots pouvant encranter sur le bord supérieur d'une barge. Le fermenteur représenté sur la fig.1 comporte une pluralité de chenaux dans sa zône II de fermentation anaerobie, mals il doit être compris que l'invention n'est pas limitée à cette disposition ; ainsi un fermenteur de l'invention pourrait, comme des fermenteurs du meme type de l'art antérieur, n'être constitué que d'un seul chenal prolongé par un canal d'entree et par un canal de sortie il en diffèrerait toutefois et conformément à l'invention en ce que le chenal et les canaux seraient remplis d'eau de fa çon à permettre le déplacement des barges par flottement. Bien que l'on ait décrit et représenté ci-dessus une forme particulière de réalisation d'un fermenteur conforme à l'invention, il doit être compris que la portée de cette dernière n'est pas limitée à une telle forme donnée à titre illustratif, mais que sa portée est définie par le contenu des revendications qui suivent. REVENDICAT IONS 1.- Dispositif destiné à la production de gaz par fermentation de substances bidégradables, du genre comprenant une en ceinte dans laquelle peuvent circuler les conteneurs de détritus, ladite enceinte comprenant un premier comparti ment ouvert à l'atmosphère, et un second compartiment étanche à l'atmosphère, les deux compartiments étant sépa rés par un passage étanche à l'atmosphère, l'étanchéité du passage étant assurée par un remplissage partiel d'eau de ladite enceinte et par une ouverture de communication en tre lesdits compartiments, ladite ouverture étant située au-dessous du niveau de l'eau et étant conformée de façon à permettre le passage des conteneurs, caractérisé en ce que lesdits conteneurs (5) sont des capacités flottantes, dites "barges" destinées à flotter sur l'eau contenue dans ladite enceinte, conformée en "bassin", d'où il résulte notamment une simpli fication considérable de la structure des conteneurs et de l'enceinte, une dépense minime d' & ergie pour le dé placement des conteneurs, et une très grande fiabilité de fonctionnement, puisque l'ensemble comporte un minimum d'organes mécaniques 2.- Dispositif- selon-la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites barges sont pour vues de flotteurs (28) 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé :: en ce que la section d'un flotteur par un plan horizontal croIt depuis le bas vers le haut du flotteur, d'où il résulte que la résistance à l'immersion apportée par le flotteur croIt avec la charge de la barge a laquelle il est associé 4.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé - en ce que lesdites barges ont une forme tronc-pyramidale à base rectangulaire, ladite forme étant évasée et ouver te vers le haut, et - en ce que les faces d'extrémité desdites barges sont pourvues desdits flotteurs 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enceinte conformée en "bassin" comporte un canal d'entrée (2) et un canal de sortie 3), et une pluralité de chenaux (15,16,17,18), la largeur desdits chenaux et canaux étant légèrement su périeure à la largeur desdites barges 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits chenaux sont défi nis et séparés par des murettes (19), une ouverture (20) étant ménagée entre une paroi dudit bassin et une extré mité d'une dite murette, ladite ouverture étant destinée à permettre le passage des barges dans le sens transver sal ; 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par des poussoirs longitudinaux (23, 24) et transversaux (21,22) destinés à faire progresser lesdites barges dans lesdits chenaux 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le canal d'entrée et le canal de sortie sont situés-du même côté du bassin de manière à permettre l'utilisation d'un seul pont roulant pour le chargement et le déchargement des barges.