Brevet FR2591314A1 — publié le 19870612

La présente invention concerne un procédé, et une installa- tion en vue de la mise en oeuvre de ce procédé, permettant la récupération totale de résidus et déchets d'origines diverses notamment les résidus d'origine industrielle ou agricole ou les rejets urbains du type ordures ménagères. Le procédé et l'installation selon l'invention permettent la récupération de ces sous-produits avec production d'énergie notamment sous forme de gaz combustible et d'énergie thermique et avec obtention d'un produit à haute valeur ajoutée du type amendement ou engrais organo- minéral; et ceci sans aucune rejet dans la nature de résidus polluants à l'état liquide, solide ou gazeux. On connaît des dispositifs pour récupérer l'énergie potentielle des rejets ou résidus urbains industriels ou agricoles et qui visent à une transformation biochimique de ces produits pour la production de gaz combustible notamment un biogaz tel que du méthane, par fermentation anaérobie dans des digesteurs de méthanisation. Ces procédés sont économiquement intéressants par l'obten- tion d'un produit énergétique tel que le méthane à partir d'un sous-produit de valeur pratiquement nulle. Cependant les réacteurs de méthanisation délivrent en fin du cycle un magma ou digestat constitué d'une masse dont. l'utilisation est difficile. On a cherché à valoriser les extraits secs de cette masse (après passage sur des filtres) en leur attribuant une utilisation en qualité de compost agricole ou horticole. Mais le digestat sortant des réacteurs de méthanisation est fréquemment encombré, voire empoisonné de produits parasites de plus en plus envahissants notamment des résidus de matière plastique d'origine synthétique, de sorte que la valeur agricole de ce compost reste faible et ce sous-produit est délaissé par les utilisateurs et trouve difficilement acquéreur. Et dans ces conditions les installations procèdant par production de méthane délivrent un sous-produit peu utile et encombrant dont il faut se débarrasser. On connaît également des procédés visant à exploiter la valeur calorifique des sous-produits ou rejets industriels ou des ordures ménagères lesquels sont brûlés dans des fours à incinération, la chaleur étant captée par des échangeurs ou chaudières produisant un liquide caloporteur à haute température. Cependant le rendement économique de ces installations reste modeste et leur fonctionnement délicat. Ceci tient notamment à l'absence d'homogénéité dans les produits ou rejets utilisés comme combustibles dont la teneur en eau et le pouvoir calorifique peut varier considérablement d'une charge à l'autre de sorte que les fours passent régulièrement par des phases successives d'emballements suivis d'étouffements ce qui abaisse considérablement les possibilités du rendement thermique. La présente invention vise à permettre la mise en oeuvre d'un procédé, et d'une installation en vue de l'exploita- tion du procédé, combinant de façon nouvelle les avantages des systèmes procédant par digestion en vue de la production d'un gaz combustible et les systèmes utilisant 3 2591314 1 l'incinération pour extraire du produit l'énergie thermique qu'il contient. Mais le procédé et l'installation selon l'invention ne résultent pas d'une simple addition des avantages des deux procédés partiels. Et la présente invention met en oeuvre un procédé et une installation dont les caractéristiques forment un ensemble et dont les différentes phases opératoires s'interpénètrent en tirant profit de leur intégration dans un processus global et en obtenant grâce à un effet de synergie une récupération totale de l'énergie susceptible d'être extraite des résidus. A cet effet l'invention concerne un procédé de récupération et d'exploitation de résidus ou rejets d'origine indus- trielle agricole ou urbaine en vue d'en extraire l'énergie potentielle et caractérisé en ce que les résidus, après criblage et séparation des fines sont soumis à une opéra- tion (connue en soi) de digestion bactérienne dans un réacteur de méthanisation en vue de la production d'un gaz combustible stocké et en ce que la phase solide du digestat provenant de l'opération précédente, après nouveau criblage et séparation des fines, est soumise à incinération dans un four en vue de la production d'énergie thermique récupérée dans au moins un récupérateur de chaleur, les deux étapes respectivement de digestion bactérienne et d'incinération étant reliées entre elles de telle sorte que au moins une des deux étapes utilise au moins partiellement la produc- tion d'énergie de l'autre étape, permettant d'optimiser les conditions de fonctionnement de l'étape réceptrice. 2591314. 1 Et de préférence les deux étapes utilisent au moins partiellement la production d'énergie de l'autre étape en permettant d'obtenir un rendement et des conditions optimum de fonctionnement de chacune des étapes. Ainsi, dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé et de l'installation selon l'invention, les déchets sont soumis à une première étape de digestion en vue de la production de gaz combustibles et à une étape ultérieure d'incinération en vue de la production d'énergie thermique. Un premier effet de synergie est obtenu en ce que le combustible qui alimente le four d'incinération de la seconde étape, au lieu d'être un produit tout-venant et de caractéristiques fortement irrégulières et aléatoires, est constitué par le produit de la phase antérieure de diges- tion bactérienne et ce produit combustible se présente alors dans des conditions de composition, de caractéristi- ques matérielles (granulométrie, pouvoir calorifique, degré d'humidité, composition etc...) relativement stables et se situant dans une plage étroite. Dans ces conditions il est possible de prévoir un four d'incinération adapté'de façon précise au retraitement du produit de la phase antérieure, l'outil ainsi mis en oeuvre étant adapté particulièrement à la gamme de produits combustibles définis qu'il est appelé à recevoir et permet- tant ainsi, grâce à l'adaptation de l'outil à la matière à traiter, un rendement et des conditions opératoires optimisées. Mais le procédé et l'installation selon l'invention mettent en oeuvre de nombreuses interpénétrations des deux étapes et qui seront ci-après précisées, telles que le procédé global ainsi exploité ne constitue pas la simple addition 1 de deux phases (connues en elles-même) de méthanisation et d'incinération. Par exemple et selon une caractéristique importante de l'invention, on utilise dans la phase d'incinération l'énergie du gaz combustible produit dans la phase antérieure de méthanisation et à cet effet on injecte dans le four d'incinération une quantité de gaz combustible en vue de réguler les conditions de production d'énergie thermique lors de la phase d'incinération. Notamment l'injection de gaz dans le four d'incinération est modulée en fonction du régime de marche instantanée du four, dépendant des caractéristiques calorifiques du combustible solide qui l'alimente, l'apport complémentaire du gaz combustible étant ainsi appelé à compenser les déficiences ou irrégularités momentanées en pouvoir calori- fique du combustible principal, de façon à obtenir un régime thermique sensiblement constant et une post-combus- tion optimum des éléments combustibles alimentant le four. On voit que dans ces conditions le four d'incinération est intégré dans l'ensemble du système puisqu'il tire une partie de son combustible de la phase précédente qui est la phase de méthanisation; et l'injection d'un combustible d'appoint, dont l'apport peut être aisément réglé et modulé à tout instant, et qui est immédiatement disponible puisqu'il est produit dans la phase antérieure, permet d'optimiser les conditions de fonctionnement du four. Cette optimisation provient d'une part de ce que l'appoint du combustible gazeux permet de compenser des déficiences momentanées dans le pouvoir calorifique du matériau solide (par exemple arrivée d'une charge plus humide ou de pouvoir calorifique plus faible); de sorte que l'on obtient ainsi 6 2591314 1 une production thermique qui peut être sensiblement constante et permet par conséquent un meilleur rendement de l'ensemble et une régularité dans la récupération de l'énergie thermique dans la phase aval du four d'incinéra- tion. Et d'injection de gaz combustible dans la chambre de postcombustion permet une meilleure exploitation et un épuisement de la chaleur latente du matériau combustible; elle évite également le rejet dans l'atmosphère d'imbrulés en suspension ou de monoxyde de carbone. L'apport du combustible d'appoint étant effectué sous forme d'un gaz combustible immédiatement disponible et produit dans l'étape antérieure, se fait donc dans des conditions particulièrement bon marché puisque le gaz est produit sur place; en outre son transport et la modulation de son injection peuvent être régulés automatiquement. A cet effet on mesure à tout instant par une ou plusieurs sondes convenables les paramètres des gaz de combustion produits par le four d'incinération (composition, température etc...) et en fonction de ces données on règle le débit d'arrivée du gaz combustible constituant le combustible d'appoint. Mais selon l'invention la synergie peut opérer dans les deux sens et de même que la phase d'incinération est optimisée en prélevant une partie de l'énergie et des produits dérivés de la phase précédente de méthanisation, cette première phase de méthanisation est elle-même optimisée grâce à l'apport notamment calorifique prélevé dans la phase d'incinération. 1 Ainsi l'énergie thermique produite dans la phase d'incinéra- tion est utilisée pour réchauffer le magma en cours de digestion dans le réacteur de méthanisation et optimiser la production de gaz combustible. Selon une autre caractéristique l'énergie thermique produite dans la phase d'incinération est utilisée pour obtenir la concentration des boues et jus provenant de la séparation de la phase solide du digestat, en vue de leur recyclage. Et plus spécialement l'énergie thermique provenant de la phase d'incinération est utilisée pour réchauffer et concentrer les jus séparés du digestat qui sont ensuite introduits dans un réacteur de méthanisation secondaire pour la production d'un second flux de méthane rejoignant le flux produit dans le digesteur principal. On voit que dans ces conditions, les opérations relevant de la phase de méthanisation sont améliorées dans leur régularité et dans leur rendement grâce à l'apport thermique provenant de la phase d'incinération. En outre l'invention permet, en vue d'obtenir une récupération totale des résidus et déchets, la production d'un sous-produit de valeur et constituée des particules solides aptes à former un substrat à usage agricole ou autre. Et à cet effet les fines provenant de la séparation initiale des résidus, puis de la séparation de la phase solide du digestat, sont mélangées aux cendres de combus- tion et à une phase solide provenant de la décantation des boues et jus extraits du digestat pour constituer un amen- dement ou engrais horticole organo-minéral. 1 Et selon une variante plus particulière lesdites cendres de combustion sont introduites dans la composition destinée à constituer ledit amendement ou engrais organo-minéral, sous forme d'extrait solide d'un lait constitué desdites cendres de combustion en suspension ayant été amenées au contact des fumées de combustion en vue d'en assurer la neutralisa- tion. L'invention concerne également une installation permettant la mise en oeuvre des diverses caractéristiques des procédés évoqués ci-dessus, et caractérisée en ce qu'elle comporte un digesteur de fermentation anaérobie de déchets ou résidus industriels agricoles ou urbains, en vue de la production de méthane, des moyens de criblage étant disposés en aval du digesteur pour assurer la séparation au sein de la phase solide du digestat des particules les plus fines qui sont éliminées pour. constituer la base d'un engrais organo-minéral, un convoyeur apte à acheminer les éléments plus grossiers vers un four à incinération pourvu d'une chambre de post-combustion comportant au moins un brûleur à gaz alimenté depuis un organe de stockage du méthane tel qu'un gazomètre provenant de la phase de méthanisation, les gaz de combustion alimentant un récupérateur de chaleur. L'installation comporte encore de préférence un mélangeur apte à recevoir les particules les plus fines ayant passé les moyens de criblage situés en amont et en aval du digesteur, et qui sont acheminées vers le mélangeur par des moyens de convoyage depuis lesdits moyens de criblage, le mélangeur étant relié également par des moyens de convoyage à la base d'un bac contenant des laits de neutralisation constitués des cendres de combustion en suspension dans une phase liquide et après lavage des fumées de combustion par cette phase liquide, les extraits solides sédimentés dans 1 ledit bac étant acheminés jusqu'au mélangeur pour constituer une composition organo-minérale à usage d'amendement ou engrais agricole ou horticole. L'installation comporte encore avantageusement un second récupérateur de chaleur tel qu'un condenseur en aval du premier récupérateur sur le circuit des fumées et associé à un circuit secondaire de fluide caloporteur à moyenne température acheminé vers au moins un échangeur de chaleur secondaire incorporé au digesteur et apte à transférer les calories provenant de l'étape combustion au milieu en cours de fermentation bactérienne anaérobie au sein du digesteur. L'installation incorpore encore avantageusement un ensemble de concentration et/ou de décantation des jus constituant la phase liquide du digestat et provenant de la séparation de ce dernier et cet ensemble comporte un second échangeur de chaleur secondaire alimenté en eau chaude constituant l'éfluent du condenseur, cet échangeur étant relié par une canalisation d'arrivée dudit jus au filtre situé en aval du digesteur et par une canalisation de sortie à l'alimenta- tion amont du digesteur en vue de recycler les jus concentrés pour alimenter et ensemencer la masse de résidus en cours de digestion. Cet ensemble de concentration des jus comporte de préférence un réservoir tampon assurant leur décantation et alimenté par la canalisation d'arrivée des jus depuis la filtration du digestat, et alimentant lui-même ledit second - échangeur de chaleur secondaire dans lequel le jus est réchauffé, ledit échangeur de chaleur étant relié par une canalisation à une enceinte d'évaporation dans laquelle les jus réchauffés s'écoulent à contrecourant d'un flux d'air frais (ou préchauffé par l'effluent du condenseur) qui se charge en vapeur, les jus concentrés étant recueillis à la 1 base de l'évaporateur reliée par une canalisation de recyclage audit réservoir tampon, la base du réservoir tampon comportant des moyens d'extraction des dépôts solides sédimentés et reliés à des moyens de convoyage pour acheminer ces dépôts sédimentés vers le mélangeur en vue de leur incorporation, après essorage, dans l'engrais organo-minéral. Le réservoir tampon peut être constitué de façon à assurer une fermentation méthanique complémentaire des jus avec ou sans dispositifs de garnissage assurant-la fixation de la biomasse, le biogaz récupéré à ce niveau étant réinjecté dans le circuit principal vers le réservoir de stockage. De préférence encore le mélangeur apte à assurer l'homogé- néité de l'engrais organo-minéral et recevant les i5 particules fines du digestat ainsi-que les résidus essorés des bacs de neutralisation et de décantation des jus est en outre associé à au moins une trémie contenant une réserve d'additif tel qu'un sel minéral propre à ajuster la compo- sition du mélange en vue d'assurer la richesse constante de l'engrais en principes actifs. Selon une forme plus particulière de réalisation de l'invention les résidus et rejets traités sont soumis à une étape d'élimination de solides constitués des objets ou éléments en verre, cette phase verrière étant soumise éventuellement à un concassage jusqu'à une granulométrie pulvérulente aboutissant à la formation d'une phase sableuse laquelle est introduite dans le mélangeur pour obtenir un substrat de culture complet. 1 L'installation globale permettant le traitement de rejets urbains industriels ou agricoles en vue de la production de méthane par digestion anaérobie, d'énergie thermique sous forme de fluides caloporteurs à haute température par incinération des déchets solides et enfin en vue de la production d'engrais organo-minéral sans aucun rejet polluant liquide solide ou gazeux, comporte ainsi en combinaison: - un premier organe de criblage apte à opérer la séparation granulométrique des rejets constituant la matière première de départ en vue de séparer les particules passantes qui seront soumises à digestion d'autres éléments constituant le refus qui sont destinés à incinération. - Un digesteur apte à recevoir les particules fines constituant le magma de digestion pour la production de méthane par fermentation bactérienne anaérobie. - Un réservoir de stockage du méthane obtenu; - Un organe de séparation tel qu'un filtre presse apte à séparer dans le digestat évacué du digesteur en fin de fermentation une phase solide d'une phase liquide formant un jus recyclé dans l'alimentation du digesteur après passage dans des moyens de concentration et/ou décantation. - Un second crible apte à séparer dans la phase solide du digestat les particules fines passantes aptes à constituer la base d'un engrais organominéral, et le refus constitué des particules ou éléments plus grossiers destinés à subir la phase d'incinération. 12 2591314 - Un mélangeur et une trémie d'alimentation recevant les éléments grossiers ou refus provenant desdits premier et second cribles et destinés à former le combustible soumis à incinération; - Un four d'incinération associé à une chambre de post-combustion et comportant un ou plusieurs brûleurs à gaz alimenté depuis la réserve de stockage de méthane; - Un récupérateur de chaleur desservi par les gaz de combustion provenant du four en vue de la production d'un fluide caloporteur à haute température; - Une chambre d'épuration et de neutralisation des gaz de combustion par rencontre desdits gaz à contre-courant d'un circuit liquide formé d'un lait basique de neutralisation; - Un condenseur des gaz épurés formé d'une colonne à garnissage alimenté en circuit fermé en eau de refroidis- sement déversée froide au sommet de la colonne et recueillie chaude à sa base étant enrichie de la condensa- tion des vapeurs contenues dans les gaz de combustion; - Un dispositif de circulation forcée des gaz de combustion par aspiration à travers le condenseur, la chambre de neutralisation et l'échangeur de chaleur, les gaz épurés et après condensation étant amenés par circulation forcée à la base d'une cheminée de tirage et d'évacuation; - Un bac de dilution et de sédimentation du lait de neutralisation, relié en circuit fermé à la chambre de neutralisation et alimenté en apports solides par les cendres provenant du four d'incinération et en apports liquides par une partie de l'eau de condensation provenant du condenseur des gaz épurés, ledit bac comportant des 1 moyens pour l'évacuation des particules solides sédimen- tées; - Un premier et un second échangeur de chaleur secondaire basse température, alimentés en eau chaude constituant l'éfluent provenant du condenseur et aptes à transférer des calories d'une part à la masse en cours de fermentation dans le digesteur et d'autre part au jus provenant de la filtration du digestat en vue de sa concentration; - Un évaporateur recevant les jus de filtration du digestat à l'état chaud au sortir du second échangeur de chaleur et léchés par un courant ascendant d'air frais entrainant la vapeur d'eau et provoquant la concentration des jus; - Un circuit de retour des jus concentrés vers l'alimenta- tion du digesteur et/ou le réservoir tampon; - Un réservoir tampon recevant les jus provenant de la filtration du digestat après leur passage dans le second échangeur de chaleur et pourvu d'une évacuation des dépôts solides sédimentés, lesquels sont soumis à des moyens de convoyage pour permettre leur acheminement vers le mélangeur, ledit réservoir constituant un fermenteur complémentaire en phase liquide. Selon encore une autre caractéristique l'ensemble de l'installation comporte des moyens de pilotage programma- bles aptes à commander de façon automatique l'ensemble des paramètres de fonctionnement de l'installation notamment l'alimentation du four d'incinération en matière combusti- ble, l'alimentation du/des brûleur (s) de combustion et post- combustion l'alimentation et le recyclage du lait basique entre le bac correspondant et la chambre de neutralisation, l'alimentation et le recyclage de 1 l'évaporateur de condensation des jus de filtration du digestat, les circulateurs interposés sur les circuits de fluides, les motorisations des moyens de convoyage des phases solides et boueuses, l'alimentation et le recyclage du lait basique entre le bac correspondant et la chambre de neutralisation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme particulière présentée à titre d'exemples non limitatifs et à la lumière des dessins annexes. La figure 1 représente une vue d'un schéma de principe du fonctionnement du procédé et de l'installation selon l'invention. Tandis que la figure 2 représente un schéma de fonction- nement d'une installation globable comportant une étape de méthanisation en amont de l'étape d'incinération et neutralisation des gaz de combustion. Le schéma complet de la figure 2 correspond sensiblement au schéma de la figure 1; ce dernier vise à présenter de façon épurée et simplifiée les éléments essentiels de l'invention de façon à mettre en relief les interférences entre les deux phases successives de méthanisation et d'incinération aboutissant à un effet de synergie globale. Selon la figure 1 la matière de départ utilisée dans le cadre de l'installation et du procédé de l'invention est alimentée en 101 dans un mélangeur 103 délivrant la matière à traiter au digesteur 105. 1 La matière de départ est constituée de résidus d'origine industrielle ou agricole ou encore de résidus urbains provenant de la collecte d'ordures ménagères. Selon le schéma simplifié de la figure 1, ces résidus (après une opération de criblage et de séparation qui sera envisagée ultérieurement) sont donc admis dans l'enceinte de traitement 105 constituant un réacteur o les produits sont soumis à une digestion bactérienne délivrant au sommet du digesteur un éfluent gazeux constitué d'une forte pro- portion de méthane acheminé vers le gazomètre de stockage 107. L'éfluent formant le digestat est évacué du réacteur 105 et les phases respectivement solides et liquides sont séparées dans un dispositif de séparation tels qu'un filtre à presse 108. Une phase liquide constituant les jus extraits du magma est évacuée par le circuit 109 et soumise à un recyclage qui sera décrit ci-après. La phase solide et constituant les déchets après passage dans le digesteur sont acheminés vers l'incinérateur 116 après des opérations de traitement physique décrites ultérieurement à la lumière de la figure 2. On voit ici apparaître un premier élément de synergie entre les deux phases; en effet les produits qui alimentent l'incinérateur 116 ne sont plus dans le cadre de l'instal- lation globale selon la présente invention un agglomérat indifférencié de produits indéterminés et dont les charges successives peuvent comporter des caractéristiques très variables de sorte que le fonctionnement du four subira des à-coups en raison du pouvoir calorifique très variable des 1 produits qui l'alimentent; au contraire dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé et de l'installation selon la présente invention l'alimentation du four d'incinération 116 et qui est constituée du digestat provenant du réacteur de méthanisation, présente des caractéristiques qui évoluent à l'intérieur d'une plage très étroite, le passage dans le réacteur de méthanisation ayant "laminé" les caractéristiques des composants variés introduits dans le réacteur de sorte que à la sortie on obtient une masse de caractéristiques relativement constantes et homogènes. Dans ces conditions les caractéristiques du four peuvent être adaptées aux caractéristiques du combustible dont il est alimenté et on obtient ainsi un résultat surprenant et nouveau dans la possibilité d'alimenter le four avec un combustible ayant le caractère de résidus ou de rejet et dont cependant les caractéristiques et les propriétés combustibles sont relativement standardisés à l'intérieur d'une plage étroite. Un second effet de synergie apparaît au niveau de l'incinérateur 116 avec la possibilité d'alimenter ce dernier en combustibles d'appoint provenant du gazomètre 107. En effet dans le cadre de la présente invention, un combustible d'appoint est directement disponible et à bon marché puisqu'il est stocké à proximité du réacteur de méthanisation 105 et une conduite 118 peut donc aisément acheminer ce combustible gazeux donc facilement transpor- table jusqu'au four d'incinération 116. 2- 591314 1 Et dans ces conditions il est possible de maitriser le régime de combustion du combustible principal, d'une part en assurant un appoint de calories en cas de baisse momentanée du pouvoir calorifique du combustible principal et d'autre part en assurant la combustion complète du combustible principal en éliminant par conséquent les risques de laisser s'échapper avec les fumées des particules imbrûlées ou du monoxyde de carbone. Les fumées chaudes provenant du four d'incinération 116 traversent un récupérateur de chaleur 119 délivrant dans des conditions connues un fluide caloporteur à haute température. Les fumées refroidies après passage dans le récupérateur 119 mais conservant une chaleur sensible utile passent dans un second récupérateur de chaleur 135- (qui peut être cons- titué par exemple d'un condensateur) comme on le décrira de façon plus détaillée à la lumière de la figure 2. Le récupérateur 135 est lui-même couplé par un circuit secondaire à l'échangeur de chaleur secondaire 138 qui est inséré au sein du magma en cours de traitement dans le réacteur de méthanisation 105; et dans ces conditions le magma en cours de traitement reçoit une large partie des calories qui sont délivrées par la phase ultérieure d'in- cinération de sorte que les productions énergétiques des phasess'interpénètrent et bénéficient chacune d'un apport de l'autre phase permettant d'optimiser la production au niveau de chaque phase. En effet la combustion des déchets solides provenant du digestat de méthanisation permet un apport de calories qui engendrent une amélioration du rendement du réacteur de méthanisation 105, fonctionnant en régime thermophile. 1 Un second échangeur de chaleur secondaire 139 épuise les calories provenant du four d'incinération 116 en réchauf- fant les jus constituant la phase liquide du digestat provenant du circuit 109; ces jus une fois réchauffés dans l'échangeur de chaleur 139 sont acheminés d'une part par le circuit 104 vers l'alimentation du réacteur de métha- nisation et d'autre part vers un réacteur de méthanisation secondaire 140 o les jus peuvent engendrer une phase finale de méthanisation, le gaz ainsi produit rejoignant par le circuit 151 le gazomètre 107. De sorte que à ce niveau également l'énergie produite dans la phase d'inci- nération permet de développer et d'optimiser la- phase jumelle de méthanisation par la production d'un éfluent résiduel d'un gaz riche en méthane grâce au traitement - 15 (réchauffement et concentration) des jus liquides prove- nant du digestat.. Les phases solides résiduelles et constituées des cendres provenant.du four d'incinération 116 ainsi que les extraits essorés des jus provenant du réacteur de méthanisation secondaire 140, aboutissent au mélangeur 112; dans ce dernier arrivent également par le circuit 111 les particu- les fines provenant de la séparation de'la phase solide du digestat et qui constituent le substrat, -additionné des autres éléments propres à constituer une composition organo-minérale à usage d'amendemeht horticole ou agricole. L'installation sera décrite de façon plus détaillée à la lumière de la figure 2. Les résidus formant la matière première de départ sont mis au tas 1 après avoir été soumis à une opération d'enlève- ment des métaux et ferailles par des moyens (non represen- tés) électro-magnétiques connus. 1 La matière première est prise au tas 1 et acheminée vers un ensemble de criblage ou de séparation constitué éventuel- lement comme indiqué à titre d'exemple dans la figure 2, d'un premier crible à tambour rotatif 2; la partie destinée à constituer le produit soumis à digestion est recueilli dans le mélangeur 3 o elle reçoit par la canalisation 4 les jus recyclés et prélevés en aval du digesteur et constituant la phase liquide du magma formant l'éfluent du digesteur ou digestat. Le circuit de recyclage des jus extraits du digestat étant décrit ultérieurement. La matière première sortant du mélangeur 3 est acheminée par des moyens de convoyage jusqu'au réacteur de méthani- sation ou digesteur 5. Le gaz recueilli au sommet du digesteur est acheminé-par la canalisation 6 jusqu'au gazomètre 7 de stockage. Le magma sortant du réacteur de méthanisation passe dans un appareil de séparation par exemple un filtre presse 8 d'o la phase liquide ou jus est évacuée pour être acheminée par la canalisation 9 vers l'ensemble de concentration décanta- tion des jus décrit ultérieurement. La phase solide du digestat formée de blocs compacts au sortir de l'appareil de séparation par exemple du filtre presse 8 est émottée de façon à retrouver un état particulaire et à permettre le passage dans un second ensemble de criblage constitué par exemple d'un crible rotatif 10 ou de tout autre système apte à permettre la séparation physique souhaitée. 1 Les particules les plus fines ou particules passantes sont recueillies pour constituer la base d'un engrais organo- minéral et elles sont acheminées par un circuit de convoyage 11 jusqu'au mélangeur 12. Les particules les plus grossières ou refus sortant du crible 10 sont destinées à constituer la matière combustible alimentant l'étape ultérieure ou étape d'incinération. Le refus provenant de l'appareil de séparation 10 par exemple un crible est à cet effet homogénéisé dans le mélangeur 13 avec le refus provenant du premier ensemble de criblage ou séparation 2 et constitué également de particules plus grossières. Le combustible provenant du refus des ensembles de séparation est ainsi constitué de particules soit refusées à la première séparation et n'ayant pas transité par le digesteur soit de particules provenant du digestat mais restées à un état granulométrique grossier. Cet ensemble se compose de débris particulaires notamment morceaux de papier ou carton non totalement digérés dans le digesteur, débris de bois ou d'éléments végétaux, débris de matière plastique, os, etc... Ce matériau possède un pouvoir calorifique intéressant et surtout grâce au fort pourcentage de produits extraits du digesteur, ce produit possède une homogénéité et des caractéristiques contrôlables de sorte qu'il constitue un combustible utile permettant la régularité et le contr8le de l'alimentation de l'ensemble d'incinération. 1 Ceci permettra un fonctionnement régulier du four d'incinération s'opposant au fonctionnement par vague et par soubresaut des fours à incinération alimentés en déchets "tout-venant" dont les caractéristiques sont fortement irrégulières et dépourvues de toute homogénéité en ce qui concerne la composition, la granulométrie, l'hygrométrie, et partant le pouvoir calorifique. On pourra à cet effet prévoir que pratiquement l'ensemble des résidus traités depuis le tas de départ 1 passera par la phase de méthanisation afin d'obtenir la plus grande régularité et un contr8le constant dans les caractéristi- ques du combustible ainsi obtenues. Les déchets formant le combustible traité dans le mélangeur 13 est acheminé vers la trémie d'alimentation 14 desservant un convoyeur d'alimentation par exemple du type à vis d'archimède 15 ou tout autre appareil contrôlant ainsi l'alimentation du four à incinération 16. La combustion dans ce four est contrôlée de manière à respecter des consignes de température à chaque étage de leur oxydation par la présence de brûleurs et de disposi- tifs de régulation de l'air comburant. Ce four comporte une chambre de post-combustion 17 et des brûleurs 53 à gaz et alimentés depuis le circuit 18 en méthane provenant du gazomètre de stockage 7. Le four à incinération peut être pourvu de sondes 49 propres à analyser en permanence les paramètres de fonctionnement tels que températures dans les différentes zones du four, composition des fumées etc... et en fonction de ces paramètres l'alimentation en gaz d'appoint depuis la canalisation 18 peut être ajustée de façon à pallier et à 22 2591314 1 compenser les légères sautes de fonctionnement qui peuvent subsister compte tenu des caractéristiques du combustible d'alimentation. L'apport d'un combustible d'appoint disponible sur place permet d'assurer l'automatisation et le fonctionnement permanent de l'ensemble de l'installation en dehors de la présence de tout personnel de service hors d'une équipe très limité de surveillance et de maintenance. L'alimentation en gaz combustible d'appoint peut être régulée par une vanne automatique 48 asservie à une sonde 49 par un circuit 50. Les gaz de combustion sortant de la chambre de post-combus- tion 17 à une température de l'ordre de 900 à 1000 C passent dans un premier récupérateur de chaleur formé par exemple d'une chaudière tubulaire 19 produisant en 18 un fluide caloporteur à haute température tel qu'une vapeur sèche ou de l'eau surchauffée ou tout autre fluide thermique; ce liquide caloporteur est dirigé vers les utilisations possibles telles qu'une turbine de production d'énergie électrique ou toute utilisation conventionnelle. Les gaz de combustion sortant du récupérateur 19 à une température de l'ordre de 250 à 350 C ne peuvent être - rejetés dans l'atmosphère car ils sont fortement chargés en anhydrides ou vapeurs acides (N02,HCl et S03) ces produits. * nocifs provenant généralement de la décomposition et de la combustion des matières plastiques et généralement des matières synthétiques (notamment PVC). 23 2591314 Il est donc impossible de rejeter ces fumées dans l'atmosphère; par ailleurs il est souhaitable de récupérer la chaleur latente et la chaleur sensible contenues dans ces fumées qui au sortir de la chaudière 19 sont encore à une température élevée. L'installation ici décrite comporte. un ensemble de lavage des fumées en vue de leur neutralisation à haute tempéra- ture avant que ces fumées soient refroidies pour atteindre le point de rosée, au-delà duquel seraient formés les acides corrosifs et agressifs pour les métaux constituant les enceintes de l'installation. Cet ensemble sera avantageusement conforme au dispositif et procédé décrit dans la demande de brevet français déposé au nom de la demanderesse sous le numéro 85 17792. Les cendres de combustion sont ainsi déversées dans le bac 21 o elles sont mises en suspension ou en solution pour constituer un lait à pH fortement basique lequel peut être prélevé depuis par exemple une goulotte périphérique ou tout autre système par le circuit 23 aboutissant à la rampe de pulvérisation 22 de la chambre de neutralisation 20. Au sein de la chambre 20 la phase liquide formée du lait basique-cidessus décrit rencontre les vapeurs acides qui sont neutralisées en aboutissant à la formation de sels généralement insolubles lesquels sont sédimentés pour aboutir par les circuits d'évacuation 27,27' au filtre presse 28; ces sels après essorage sont déversés dans le mélangeur 12 o ils rencontrent les particules fines provenant du digestat et constituent la base de l'engrais organo-minéral. 1 L'incorporation à ces particules fines constituant un amendement, des principes minéraux provenant de l'ensemble de neutralisation enrichit la base de l'amendement en principes actifs notamment azote, phosphore et potassium et permet d'obtenir ainsi un amendement riche ou un véritable engrais organo-minéral. Ce dernier peut en fonction des ajustements nécessaires recevoir l'incorporation d'additifs provenant des trémies et 31 pour obtenir une richesse constante en principes actifs. L'ensemble mélangé et homogène est acheminé depuis le mélangeur 12 vers la trémie d'alimentation d'un ensemble d'ensachage 32 pour être débité en doses conditionnées sous forme de sacs d'engrais organ6-minéral 33,33'. Les gaz épurés sortant de la chambre de neutralisation 20 et fortement chargés en vapeur d'eau peuvent alors être soumis à une opération de condensation dans la tour de condensation ou condenseur 25 o ils rencontrent à contre- courant une eau de ruissellement provenant du ou des pulvérisateur (s) supérieur (s) 34. L'eau de ruissellement, enrichie de l'eau de condensation provenant des gaz épurés est recueillie chaude à la base de la colonne 25 d'o elle est partiellement recyclée vers le bac 21 tandis que la majeure partie est acheminée depuis le circulateur 37 vers les échangeurs de chaleur secondaires respectivement 38' et-39 par le circuit secondaire 38. * 2591314 1 L'éfluent provenant de la tour de condensation 25 est en effet une eau pure portée à une température de l'ordre de 600; sa chaleur sensible est récupérée dans les échangeurs de chaleur respectivement le premier échangeur de chaleur secondaire 38' situé au sein du magma en cours de traite- ment dans le digesteur 5 et cédant ses calories à ce magma en cours de fermentation, et le second échangeur de chaleur secondaire 39 appartenant à l'ensemble de con- densation de décantation des jus provenant par la canali- sation 9 de la filtration en 8 du digestat. L'échangeur de chaleur 39 cède ses calories au jus de filtration du digestat stocké dans le réservoir tampon 40 lui-même alimenté par la canalisation 9; le jus réchauffé pulvérisé au sommet de l'évaporateur 41 o il rencontre le courant ascendant d'air frais provenant du ventilateur 42, l'air chargé d'humidité étant évacué au sommet de l'évaporateur 41 pour être dirigé éventuellement vers la cheminée de tirage 43. Le réservoir tampon 40 peut être agencé pour constituer un fermentateur secondaire alimenté en jus concentrés et réchauffés et permettant une production de méthane rejoignant par le circuit 51 le réservoir de stockage 7. Les jus ainsi concentrés et ayant éventuellement subis une fermentation complémentaire sont recyclés par le circuit 4 vers le mélangeur 3 pour l'alimentation du digesteur 5 tandis qu'une partie des jus est renvoyée au réservoir tampon 40. Ce réservoir tampon comporte éventuellement des moyens permettant le prélèvement à sa base des particules solides sédimentées et qui après concentration dans l'appareil de séparation par exemple le filtre presse 44 sont envoyées 26 2591314 1 dans le mélangeur 12 pour enrichir l'engrais organo- minéral, notamment en matière azotée, la phase liquide de filtration étant recyclée par la pompe 47 vers le réservoir 40. Selon un développement de l'invention les éfluents gazeux sortant du digesteur 5 et/ou du fermenteur secondaire 40 sont épurés avant de rejoindre le gazomètre 7 afin de séparer une première phase riche en méthane d'une seconde phase constituée principalement d'air et d'oxyde de carbone; cette dernière phase n'est cependant pas rejetée dans l'atmosphère car elle contient encore un faible pourcentage (de l'ordre de 4 à 5 %) de méthane; cette.seconde phase est donc injectée dans le brûleur à incinération 16 o l'air qu'elle contient constitue le gaz comburant tandis que le-méthane et éventuellement le monoxyde de carbone sont récupérés et brûlés, complètant ainsi l'épuisement de l'énergie thermique potentielle contenue dans la matière première de départ. 27 2591314 REVENDICATIONS 1 1 - Procédé de récupération et d'exploitation de résidus ou rejets d'origine industrielle, agricole ou urbaine en vue d'en extraire l'énergie potentielle, caraetérisé en ce que les résidus, après criblage et séparation des fines sont soumis à une opération (connue en soi) de digestion bactérienne dans un réacteur de méthani- sation (105) en vue de la production d'un gaz combustible stocké et en ce que la phase solide du digestat provenant de l'opération précédente, après nouveau criblage et séparation des fines, est soumise à incinération dans un four (116) en vue de la production d'énergie thermique récupérée dans au moins un échangeur de chaleur (119), les deux étapes respectivement de digestion bactérienne et d'incinération étant reliées entre elles de telle sorte que au moins une des deux étapes utilise au moins partiellement la production d'énergie de l'autre étape, permettant d'optimiser les conditions de fonctionnement de l'étape réceptrice. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise dans la phase d'inciné- ration l'énergie du gaz combustible produit dans la phase antérieure de méthanisation et à cet effet on injecte dans le four d'incinération (116) une quantité de gaz combusti- ble en vue de réguler les conditions de production d'énergie thermique lors de la phase d'incinération. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'injection de gaz dans le four (116) d'incinération est modulée en fonction du régime de marche instantanée du four, dépendant des caractéristiques calori- fiques du combustible solide qui l'alimente, l'apport 1 complémentaire du gaz combustible étant ainsi appelé à compenser les déficiences ou irrégularités momentanées en pouvoir calorifique du combustible principal, de façon à obtenir un régime thermique sensiblement constant et une postcombustion optimum des éléments combustibles alimentant le four. 4 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lion mesure à tout instant par une ou plusieurs sondes convenables (49) les paramètres des gaz de combustion produits par le four d'incinération (composi- tion, température etc...) et en fonction de ces données on règle le débit d'arrivée (48) du gaz combustible consti- tuant le combustible d'appoint. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'énergie thermique produite dans la phase d'incinération est utilisée pour réchauffer le magma en cours de digestion dans le réacteur de méthanisation et optimiser la production de gaz combustible. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'énergie thermique produite dans la phase d'incinération.est utilisée pour obtenir la concentration des boues et jus provenant de la séparation de la phase solide du digestat, en vue de leur recyclage. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'énergie provenant de la phase d'incinération est utilisée pour réchauffer-et concentrer les jus séparés du digestat qui sont ensuite introduits dans un réacteur de méthanisation secondaire pour la production de second flux de méthane. 29 2591314 1 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les fines provenant de la séparation initiale des résidus, puis de la séparation de la phase solide du digestat, sont mélangées aux cendres de combustion et à une phase solide provenant de la décanta- tion des boues et jus extraits du digestat pour constituer un amendement ou engrais horticole organo-minéral. 9 - Installation permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un digesteur (5,105) de fermentation anaérobie de déchets ou résidus industriels agricoles ou urbains, en vue de la production de méthane, des moyens de criblage (10) étant disposés en aval du digesteur pour assurer la séparation au sein de la phase solide du digestat des particules les plus fines qui sont éliminées pour constituer la base d'un engrais organo- minéral (33), un convoyeur (52) apte à acheminer les éléments plus grossiers vers un four à incinération (16,116) pourvu d'une chambre de post-combustion (17) et comportant au moins un brûleur à gaz (53) alimenté depuis un organe de stockage du méthane tel qu'un gazomètre (7, 107) provenant de la phase de méthanisation, les gaz de combustion alimentant au moins un premier récupérateur de chaleur (19,119). 10 - Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte un mélangeur (12,112) apte à recevoir les particules les plus fines ayant passé les moyens de criblage situés en amont (2) et en aval (10) du digesteur (5,105), et qui sont acheminées vers le mélangeur par des moyens de convoyage depuis lesdits moyens de criblage, le mélangeur étant relié également par des moyens de convoyage à la base d'un bac (21) contenant des laits de neutralisation constitués des cendres de 1 combustion en suspension dans une phase liquide et apres lavage des fumées de combustion par cette phase liquide, les extraits solides sédimentés de ce lait de neutralisa- tion étant acheminés jusqu'au mélangeur pour constituer une composition organo-minérale à usage d'amendement ou engrais agricole ou horticole (33). 11 - Installation selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce qu'elle comporte encore avantageusement un second récupérateur de chaleur tel qu'un condenseur (25,125) en aval d'un premier récupérateur (119) sur le circuit des fumées et associé à un circuit de fluide à moyenne température acheminé vers au moins un échangeur de chaleur (38',138) incorporé au digesteur (5,105) et apte à transférer les calories provenant de l'étape de combustion au milieu.en cours de fermentation bactérienne anaérobie au sein du digesteur. 12 - Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble de concentration et/ou de décantation des jus constituant la phase liquide du digestat et provenant de la séparation de ce dernier et cet ensemble comporte un échangeur de chaleur (39,139) alimenté par l'eau chaude constituant l'éfluent du condenseur (25,125), cet échangeur étant relié par une canalisation (9,109) d'arrivée dudit jus au filtre (8,108) situé en aval du digesteur (5,105) et par une canalisation de sortie (4,104) à l'alimentation amont (3,103) du. digesteur en vue de recycler les jus concentrés pour alimenter et ensemencer la masse de résidus en cours de digestion. 13 - Installation selon la revendication 12, caractérisé en ce que cet ensemble de concentration des jus comporte de préférence un réservoir tampon (40,140) 1 assurant leur décantation et alimenté par la canalisation d'arrivée (9) des jus depuis la filtration (8) du digestat, et alimentant lui-même ledit échangeur de chaleur (39) dans lequel le jus est réchauffé, ledit échangeur de chaleur étant relié par une canalisation à une enceinte d'évapora- tion (41) dans laquelle les jus réchauffés s'écoulent à contrecourant d'un flux d'air frais (ou préchauffé par l'effluent du condenseur) qui se charge en vapeur, les jus concentrés étant recueillis à la base de l'évaporateur reliée par une canalisation de recyclage audit réservoir tampon (40), la base du réservoir tampon comportant des moyens d'extraction des dép8ts solides sédimentés et reliés à des moyens de convoyage pour acheminer ces dépÈts sédimentés vers le mélangeur (12) en vue de leur incorpora- tion, après essorage dans l'engrais organo-minéral. 14 - Installation selon la revendication-13, caractérisée en ce que leréservoir tampon (40) est constitué de façon à?assurer une fermentation méthanique complémentaire des jus (avec ou sans dispositifs de garnissage assurant la fixation de la biomasse), le biogaz récupéré à ce niveau étant réinjecté dans le circuit principal vers le réservoir de stockage (7,107). - Installation selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisée en ce que le mélangeur (12) apte.à assurer l'homogénéité de l'engrais organo-minéral (33) et recevant les particules fines du digestat ainsi que les résidus essorés des bacs de neutralisation et de décantation des jus est en outre associé à au moins une trémie (30,31) contenant une réserve d'additif tel qu'un sel minéral propre à ajuster la composition du mélange en vue d'assurer la richesse constante de l'engrais en principes actifs. 1 16 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les résidus et rejets traités sont soumis à une étape d'élimination de solides constitués des objets ou éléments en verre, cette phase verrière étant soumise éventuellement à un concassage jusqu'à une granulo- métrie pulvérulente aboutissant à la formation d'une phase sableuse laquelle est introduite dans le mélangeur (12) pour obtenir un substrat de culture complet. 17 - Installation selon l'une des revendications 9 à 16, caractérisée en ce qu'elle comporte: - un premier organe de criblage (2) apte à opérer la séparation granulométrique des rejets constituant la matière première de départ en vue de séparer les particules passantes qui seront soumises à digestion d'autres éléments constituant le refus qui sont destinés à incinération; - un digesteur (5) apte à recevoir les particules fines- constituant le magma de digestion pour la production de méthane par fermentation bactérienne anaérobie; - un réservoir de stockage du méthane obtenu (7); - un organe de séparation (8) tel qu'un filtre presse apte à séparer dans le digestat évacué du digesteur en fin de fermentation une phase solide d'une phase liquide formant un jus recyclé dans l'alimentation du digesteur après passage dans des moyens de concentration et/ou décanta- tion; - un second crible (10) apte à séparer dans la phase solide du digestat les particules fines passantes aptes à constituer la base de l'engrais organo-minéral (33), et le refus constitué des particules ou éléments plus grossiers destinés à subir la phase d'incinération; 1 - un mélangeur (13) et une trémie d'alimentation (14) recevant les éléments grossiers ou refus provenant desdits premier et second cribles et destinés à former le combustible soumis à incinération; - un four d'incinération (16) associé à une chambre de post-combustion (17) comportant un ou plusieurs brl.eurs à gaz (53) alimenté depuis la réserve de stockage de méthane (7); - un récupérateur de chaleur (19) desservi par les gaz de combustion provenant du four en vue de la production d'un fluide caloporteur à haute température; - une chambre (20) d'épuration et de neutralisation des gaz de combustion par rencontre desdits gaz à contre-courant d'un circuit liquide formé d'un lait basique de neutralisa- tion; / - un condenseur (25)-des gaz épurés formé d'une colonne à garnissage alimenté en circuit fermé en eau de refroidis- sement déversée froide au sommet de la colonne et recueillie chaude à sa base étant enrichie de la condensa- tion des vapeurs contenues dans les gaz de combustion; - un dispositif de circulation (43') forcée des gaz de combustion par aspiration à travers le condenseur, la chambre de neutralisation et l'échangeur de chaleur, les gaz épurés et apres condensation étant amenés par circulation forcée à la base d'une cheminée de tirage et d'évacuation (43); 1 - un bac (21) de dilution et de sédimentation du lait de neutralisation, relié en circuit fermé à la chambre de - neutralisation (20) et alimenté en apports solides par les cendres provenant du four d'incinération et en apports liquides par une partie de l'eau de condensation provenant du condenseur (25) des gaz épurés, ledit bac comportant des moyens pour l'évacuation des particules solides sédimen- tées; - un premier (38') et un second (39) échangeur de chaleur basse température, alimenté par un circuit secondaire (38) et un circulateur (37) en eau chaude constituant l'éfluent provenant du condenseur (25) et apte à transférer des calories d'une part à la masse en cours de fermentation dans le digesteur et d'autre part au jus provenant de la filtration du digestat en vue de sa concentration; - un évaporateur (41) recevant les jus de filtration du digestat à l'état chaud au sortir du second échangeur de chaleur (39) et léchés par un courant ascendant d'air, frais entraîinant la vapeur d'eau et provoquant la concentration- des jus; - un circuit de retour (4) des jus concentrés vers l'alimentation du digesteur et/ou le réservoir tampon; - un réservoir tampon (40) des jus provenant de la filtration du digestat en amont du second échangeur de chaleur (39) et pourvu d'une évacuation des dépôts solides sédimentés soumis à des moyens de convoyage pour permettre leur acheminement vers le mélangeur, ledit réservoir tampon (40) constituant un fermenteur complémentaire en phase liquide, dont le sommet est relié par une canalisation (51) apte à acheminer le méthane produit par le fermenteur (40) vers le gazomètre (7). 2 5 9-1 3 1 4 1 18 - Installation selon l'une des revendications 9 à 16, caractérisée en ce que l'ensemble de l'installation comporte des moyens de pilotage programmables aptes à commander de façon automatique l'ensemble des paramètres de fonctionnement de l'installation notamment l'alimentation du four d'incinération en matière combustible, l'alimenta- tion du/des brûleur (s) de combustion et post-combustion ainsi que l'alimentation et le recyclage du lait basique entre le bac correspondant et la chambre de neutralisation, l'alimentation et le recyclage de l'évaporateur de condensation des jus de filtration du digestat, les circulateurs interposés sur les circuits de fluides, les motorisations des moyens de convoyage des phases solides et boueuses.