Brevet FR2569718A1 — publié le 19860307

llnstallation pour la production de gaz par fermentation de matières organiques" La présente invention a pour objet une installation pour la production de gaz par fermentation de matières organiques, de concentration en matières sèches comprise, selon les produits utilisés, entre 5 et 20 %. Il est connu de produire un gaz à forte teneur en méthane par fermentation de matières organiques dans un digesteur en conditions anaérobie, après broyage, brassage et oxygénation. Les installations de type connu présentent de nombreux inconvénients, tant en ce qui concerne leur mode de fonctionnement que leur rendement. Elles sont constituées, le plus souvent, par un digesteur vertical dans lequel la récupération de gaz se fait à la partie supérieure, ce digesteur comportant une enveloppe à l'intérieur de laquelle sont intégrées les tubulures d'alimentation en masse réactionnelle et d'évacuation du liquide en fin de réaction. Outre la complexité et, par suite, le court élevé de telles installations, celles-ci sont peu pratiques en ce qui concerne les opérations d'entretien. I1 faut également remarquer que la fermentation méthanique étant une opération longue, puisque durant plusieurs jours, il n'est pas possible, dans une exploitation agricole de petite importance d'utiliser un matériel travaillant de façon discontinue, du fait que la fourniture en matières organiques, telles que paille ou fumier, est réalisée quotidiennement mais sous de faibles quantités. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en fournissant une installation permettant une alimentation régulière en matière fermentescible et un retrait régulier, par exemple quotidien, des matière en fin de fermentation, qui soit d'une conception très simple et qui ne nécessite absolument aucune énergie autre que manuelle pour son fonctionnement. A cet effet, l'installation qu'elie concerne comprend, à l'intérieur d'une enceinte étanche, - un certain nombre de godets fixés sur un élément sans fin tel que courroie ou chaîne passant sur deux tambours ou pignons d'axes parallèles, - des moyens d'entraînement manuel de l'élément sans fin sur lequel sont fixés les godets, agencés de telle sorte qu'une intervention se traduise par déplacement de l'ensemble des godets d'une valeur correspondant à l'écartement entre deux godets voisins, et - des moyens pour assurer le remplissage des godets en matière fermentescible et leur vidage de la matière après fermentation en des points précis, isolés de la zone de l'enceinte où se produit le dégagement de gaz. Cette installation est très intéressante car tous les godets demeurent solidaires de l'élément sans fin, ce qui évite d'avoir à les manipuler. Il suffit à l'opérateur de provoquer chaque jour l'avance d'un pas de la courroie, de réaliser le vidage d'un godet, le remplissage d'un godet, et de procéder à l'arrosage des produits fermentescibles non immergés à l'aide du liquide contenu dans le fond de la cuve. La distribution de ce liquide est réalisée de façon connue à l'aide de rampes d'arrosage, qui peuvent être alimentées en liquide à l'aide d'une pompe manuelle, ne nécessitant donc aucune énergie extérieure pour sa mise en oeuvre. Selon une forme intéressante d'exécution de l'invention, cette installation comrend, à l'intérieur d'une enceinte étanche, deux tambours parallèles d'axes horizontaux et de même diamètre portant une courroie sans fin sur laquelle sont fixés des godets de forme générale parallélépipédique, régulièrement répartis sur sa longueur, chaque godet étant fixé dans la partie centrale de son fond à l'aide d'une barrette d'orientation parallèle aux axes des tambours, la face de chaque godet située du côté opposé à la courroie étant ouverte et munie de moyens de fermeture amovibles et perforés, le fond de chaque godet et ses parois latérales situées à proximité du fond étant perforés. Ces perforations permettent l'arrosage de la masse fermentescible contenue à l'intérieur des godets reposant sur le brin supérieur de la courroie, avec évacuation du liquide à la partie inférieure des godets, et le trempage de la masse fermentescible contenue dans les godets solidaires du brin inférieur de la courroie. Avantageusement, chaque godet est équipé, sur chacune de ses faces latérales, de deux galets destinés à venir prendre appui sur une rampe disposée en partie basse de l'enceinte sensiblement parallèlement au brin inférieur de la courroie, l'enceinte étant elle-même équipée d'une grille qui, disposée parallèlement aux rampes et entre celles-ci et le fond de l'enceinte, est située à une distance du brin infé- rieur de la courroie sensiblement égale à la hauteur des godets. L'appui que prennent les galets sur les rampes évite que, sous l'effet de la gravité, les godets solidaires du brin inférieur de la courroie exercent une traction importante sur celui-ci. En ce qui concerne la grille, elle assure un soutien de la charge des godets, ce qui est intéressant dans la mesure où le couvercle de ceux-ci n'est pas rigide. Selon une possibilité, une extrémité au moins de l'enceinte possède une forme hémi-cylindrique et comprend deux portes ouvrant respectivement vers le bas et vers le haut, correspondant à des positions de godets décalées d'un pas, et permettant respectivement le vidage et le remplissage des godets, des moyens assurant la séparation entre cette extrémité de l'enceinte et le reste de celle-ci. D'un point de vue pratique, l'opérateur va procéder chaque jour au vidage du godet se trouvant en regard de la porte basse et au remplissage du godet se trouant en regard de la porte haute, qui a été vidé la veille, dans la mesure où l'on considère une avance par pas quotidienne. I1 est à noter que le temps de séjour des matières fermentescibles dans Irappareil correspond à un tour complet de la courroie, ce qui peut correspondre à 15 ou 20 jours de séjour de la masse fermentescible en fonction du nombre de godets, dans la mesure où l'on admet une avance quotidienne d'un pas. Pour certains substrats nécessitant un temps de réaction plus long, il suffit de réaliser une avance d'un pas tous les deux jours, ce qui assure un temps de réaction de l'ordre de 30 à 40 jours. Avantageusement, les moyens assurant la séparation entre l'extrémité de chargement et de vidage des godets et le reste de l'enceinte sont constitués par des bavettes souples disposées au-dessus du brin supérieur et au-dessous du brin inférieur de la courroie, fixées sur les parois latérales de i'enceinte et sur la paroi supérieure de celle-ci, ces bavettes ménageant un passage de section inférieure à celle d'un godet, et étant placées de façon à prendre appui contre des godets, lorsque ceux-ci sont en position arrêtée. L'appui des bavettes sur les godets assure une étanchéité suffisante entre la partie de l'enceinte où se produit la fermentation et l'extrémité de celle-ci où sont réalisées les opérations de vidage et de chargement, ce qui évite, lors de l'ouverture des portes, d'une part, une sortie de méthane vers l'atmosphère et, d'autre part, une entrée d'air défavorable compte tenu du fait que la réaction de fermentation se fait en condition anaérobie. Les moyens d'entraînement de la courroie sont constitués par une roue à rochets entraînée par un treuil manuel, I'écartement angulaire entre deux dents adjacentes de la roue étant égal à l'angle de rotation du tambour correspondant à une avance d'un pas des godets. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette installation Figure 1 en est une vue en perspective, le carter étant partiellement arraché Figure 2 en est une vue en coupe longitudinale ; Figure 3 en est une vue en coupe transversale, selon la ligne 3-3 de figure 2. L'installation représentée au dessin comprend une enceinte étanche (2) montée sur des pieds (3). Cette enceinte (2), qui peut être réalisée en différentes matériaux tels que métal, matière synthétique ou béton, possède une forme générale parallélépipédique avec deux extrémités de forme hémi-cylindrique. A l'intérieur de l'enceinte (2) sont montés, sur un support (4), deux tambours (5) et (6) de même section, d'axes horizontaux et parallèles. Sur les tambours (5) et (6) est montée une bande sans fin (7) sur laquelle sont fixés, de façon équidistante, un certaine nombre de godets (8) de forme générale parallélépipédique. Chaque godet (8) est fixé sur la bande (7) par l'intermédiaire d'une barrette (9) disposée au milieu de son fond, d'orientation parallèle aux axes des tambours (5) et (6). Pour supporter sans flexion la masse des godets (8), la bande (7) est équipée, au niveau de son brin supérieur, de galets (10) de support et de tension. Chaque godet (8) présente des perforations (12) ménagées dans son fond et dans ses parois latérales à proximité du fond. Après remplissage en matière fermentescible, chaque godet peut être fermé par un couvercle (13) souple, présentant lui-même des perforations. Chaque godet (8) est en outre équipé, sur chacune de ses faces latérales, de deux galets (14) destinés, en partie basse de l'enceinte (2), à venir en appui sur des rampes (15). Parallèlement aux rampes (15) est disposée, en partie basse de l'enceinte, une grille (16) située à une distance du brin inférieur de la courroie sensiblement égale à la hauteur des godets. Le niveau du liquide à l'intérieur de l'enceinte, repéré par la référence (17), correspond sensiblement au niveau de la grille (16). A l'une de ses extrémités, l'enceinte (2) est équipée de deux portes (18) et (19) dégageant deux orifices (20) et (22) respectivement de chargement en matière fermentescible, et de vidage des matières fermentescibles après réaction, étant précisé que la courroie est entraînée dans le sens des aiguilles d'une montre. La distance entre les orifices (20) et (22) correspond à un déplacement de la courroie d'une distance égale à la distance entre les barrettes de deux godets adjacents. L'espace situé à l'extrémité de l'enceinte (2) et comportant les orifices de chargement (20) et de vidage (22) est séparé du reste du volume par des bavettes (23) stétendant au-dessus du brin supérieur de la courroie et au-dessous du brin inférieur de celle-ci, solidaires des parois latérales de l'enceinte, et ménageant un passage de largeur inférieure à la largeur d'un godet. En outre, la paroi supérieure est équipée d'une bavette (24) faisant saillie vers le bas de façon à prendre appui sur les godets (8). Comme montré au dessin, en position statique, les bavettes prennent appui contre les parois de deux godets solidaires respectivement du brin supérieur et du brin inférieur, assurant l'étanchéité entre l'extrémité considérée de l'enceinte et le reste de celle-ci. En outre, l'enceinte est équipée à sa partie supérieure d'un certain nombres de rampes d'arrosage (25) alimentant chaque godet en liquide, sauf celui qui vient de rentrer dans l'enceinte et qui se trouve en phase de préfermentation, l'alimentation de ces rampes (25) étant réalisée à partir d'un piquage (26) ménagé en partie basse de l'enceinte (2), le liquide étant véhiculé à l'aide d'une pompe à main (27) en aval de laquelle est disposée une vanne à trois voies (28) alimentant Itune ou l'autre de deux séries de rampes d'arrosage. Un conduit (29) d'évacuation de gaz débouche en partie haute de l'enceinte du côté de celle-ci opposé à l'extrémité de chargement et de vidage des godets. L'entraînement de la courroie est réalisé par l'intermédiaire d'un treuil manuel (30) agissant grâce à un câble (32) sur une roue à rochets (33) dont les dents se trouvent à un écartement angulaire correspondant à l'angle de pivotement des tambours (5) et (6) nécessaire pour déplacer la courroie, et par suite les godets, d'un pas, c'est-à-dire de la distance entre deux godets. En pratique, les godets étant, dans la forme d'exécution représentée au dessin, au nombre de 19, il suffit à l'opérateur de réaliser quotidiennement le vidage d'un godet, le chargement du godet situé immédiatement en avant, de provoquer l'avance de la courroie d'un pas et d'actionner la pompe (27) d'arrosage des godets situés en partie haute pour obtenir, sans aucune consommation d'énergie électrique ou autre, une production de méthane par fermentation organique, le gaz étant évacué par la conduite (29) vers une bâche non représentée au dessin. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant une installation de conception très simple, pouvant convenir parfaitement pour de petites installations agricoles, compte tenu des possibilités d'alimentation en continu, et de sa mise en oeuvre très rapide et absolument gratuite. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette installation décrite ci-dessus à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que la courroie ou autre élément continu pourrait être guidée par des tambours d'axes verticaux, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. - REVENDICATIONS - 1.- Installation pour la production de gaz par fermentation de matières organiques, caractérisée en ce qu'elle comprend, à l'intérieur d'une enceinte étanche (2), - un certain nombre de godets (8) fixés sur un élément sans fin tel que courroie (7) ou chaîne passant sur deux tambours (5,6) ou pignons d'axes parallèles, - des moyens d'entraînement manuel (30,32,33) de l'élément sans fin (7) sur lequel sont fixés les godets, agencés de telle sorte qu'une intervention se traduise par un déplacement de l'ensemble des godets (8) d'une valeur correspondant à l'écartement entre deux godets voisins, et - des moyens (in,19) pour assurer le remplissage des godets en matière fermentescible et leur vidage de la matière après fermentation en des points précis, isolés de la zone de l'enceinte où se produit le dégagement de gaz. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, à l'intérieur d'une enceine étanche (2), deux tambours (5,6) parallèles d'axes horizontaux et de même diamètre portant une courroie sans fin (7) sur laquelle sont fixés des godets (8) de forme générale parallélépipédique, régulièrement répartis sur sa longueur, chaque godet étant fixé dans la partie centrale de son fond à l'aide d'une barrette (9) d'orientation parallèle aux axes des tambours, la face de chaque godet située du côté opposé à la courroie étant ouverte et munie de moyens (13) de fermeture amovibles -et perforés, le fond de chaque godet et ses parois latérales situées à proximité du fond étant perforés. 3.- Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque godet (8) est équipé, sur chacune de ses faces latérales, de deux galets (14) destinés à venir prendre appui sur une rampe (15) disposée en partie basse de l'enceinte sensiblement parallèlement au brin inférieur de la courroie, l'enceinte étant elle-même équipée d'une grille (16) qui, disposée parallèlement aux rampes (15) et entre celles-ci et le fond de l'enceinte, est située à une distance du brin inférieur de la courroie sensiblement égale à la hauteur des godets. 4.- Installation selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'une extrémité au moins de l'enceinte pos sède une forme hémi-cylindrique et comprend deux portes (19,1X) ouvrant respectivement vers le bas et vers le haut, correspondant à des positions de godets (8) décalées d'un pas, et permettant respectivement le vidage et le remplissage des godets, des moyens assurant la séparation entre cette extrémité de l'enceinte et le reste de celle-ci. 5.- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens assurant la séparation entre l'extrémité de chargement et de vidage des godets et le reste de l'enceinte sont constitués par des bavettes souples (23,24) disposées au-dessus du brin supérieur et au-dessous du brin inférieur de la courroie, fixées sur les parois latérales de l'enceinte et sur la paroi supérieure de celle-ci, ces bavettes ménageant un passage de section inférieure à celle d'un godet, et étant placées de façon à prendre appui contre des godets (8) lorsque ceux-ci sont en position arrêtée. 6.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens d'entraînement de la courroie (7) sont constitués par une roue à rochets (33) entraînée par un treuil manuel (30), l'écartement angulaire entre deux dents adjacentes de la roue étant égal à l'angle de rotation du tambour correspondant à une avance d'un pas des godets.