Brevet FR2600372A1 — publié le 19871224

La présente invention a pour objet un procédé de captage de gaz pour l'exploitation du biogaz produit par la décomposition des matières organiques notamment dans les décharges d'ordures. Les décharges d'ordures plus particulièrement d' ordures ménagères contiennent pour une grosse part des matières organiques susceptibles de dégager par un processus de dégradation biologique (fermentation, décomposition) du méthane et du gaz carbonique. Ce processus se développe de fa çon autonome et spontanément à l'abri de l'air dès cue la couche de déchets atteint une épaisseur suffisante. Ces gaz diffu-sent à travers la masse de déchets et s'échappent verticalement dans l'atmosphère car sa densité est moindre cue celle de l'air. Une tonne de déchets contient environ 200 kilos de 3 matière organique qui donne après dégradation 160 rn de gaz 3 dont 80 m de méthane pur. De façon à supprimer les nuisances par les émanations et de façon à récupérer l'énergie disponible il a été proposé de capter le biogaz in situ. Des puits reliés ensembles par un réseau de canalisations sont creusés en différents points de la décharge, ils collectent en dépression ce biogaz qui est conduit par pcmpage vers une torchère pour réduire les nuisances ou vers un bruleur de façon à récupérer les calories ou transformer cette énergie en électricité. Les puits existants sont fixes et-étudiés par une décharge particulière à un instant donné. Les décharges actuelles évoluent rapidement comptetenu de l'augmentation des déchets et à l'inverse les surfaces disponibles pour le stockage sont réduites. Le principe d'exploitation consiste à superposer des couches d'ordures sur une épaisseur à peu près constante de quelques mètres que l'on recouvre d'une couche de terre de faible épaisseur pour limiter les émanations, et les effets d'érosion dus au vent et la dispersion des déchets. Quand on rehausse le niveau des ordures, la couche de terre est repoussée, les ordures déposées, et la couche de terre rapportée. Par ailleurs, le biogaz circule verticalement et horizontalement sous l'effet du pompage, et il s'accumule au voisinage du puits. On a constaté qu'il n'y avait pas étanchéité entre les systèmes de captage actuels et la paroi du puits d'ou des introductions d'air par pénétration sous l'effet de la dépression. L but de l'invention est de proposer un procédé de captage de gaz à hauteur progressive et un dispositif associé qui permette une évolution du puits. Le procédé est caractérisé par les étapes suivantes - démontage de la tête de puits, - remontée de l'enveloppe de puits - introduction de la trémie amovible de remplissage à l'intérieur de l'enveloppe de puits - montage d'une section complémentaire de sonde correspondant à la hauteur de remontée - introduction complémentaire de matériau de blocage - retrait de la trémie, - remontage de la tete de puits. Selon l'invention, le dispositif associé est constitué d'une enveloppe de puits sous la forme d'un cylindre perforé à sa partie inférieure avec une bride d'accouplement à sa partie supérieure sur laquelle reposera la tête de puits. De façon à pouvoir réaliser le déplacement vertical de cette enveloppe, un collier à oreilles est disposé sous ladite bride. En outre, une des caractéristiques du dispositif consiste en un cône tronqué dont le diamètre inférieur est supérieur au diamètre de l'enveloppe de puits et dont le diamètre supérieur est égal au diamètre de l'enveloppe de puits. Ce cône est fixé directement sur l'enveloppe de puits à proximité immédiate de la bride. Le dispositif associé est de plus constitué d'une trémie comprenant une bride destinée à coopérer avec la bride de l'enveloppe de puits. A sa partie supérieure est disposé un cône inversé jouant le rôle d'entonnoir au centre duquel est prévu un tube cylindrique de protection de la sonde de collecte d'un diamètre inférieur à l'ouverture de l'entonnoir et supérieur au diamètre de la sonde. L'invention a l'avantage de présenter un procédé et un dispositif permettant la réalisation et l'exploitation d'un puits progressif. Un seul forage est nécessaire pour la mise en place initiale et le matériel n'a pas besoin 'être retiré totalement. Le temps de modification est très bref et permet de n'interrompre la production que durant une courte période. D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un mode particulier de réalisation en relation avec les figures annexées qui représentent Figure 1 : vue en élévation d'une enveloppe de puits selon l'invention avec coupes partielles; Figure 2 : vue en élévation d'une trémie de charge ment amovible selon l'invention avec coupe partielle; Figure 3 : synoptique du procédé de l'invention. L'enveloppe de puits 1 est constituée d'une partie cylindrique 10 sur l'extrémité supérieure de laquelle est rapportée une bride 11 munie d'alésages 12. La partie inférieure de cette enveloppe est perforée sur une hauteur h et sur toute la périphérie du cylindre. A la partie supérieure du cylindre à proximité immédiate de la bride 11, il est prévu un collier 13 muni d'oreilles 14 de préhension destiné à la manutention. Un cône tronqué 15 est lié à ce cylindre. Le diamètre intérieur supérieur correspond exactement au diamètre extérieur du cylindre et le diamètre inférieur est supérieur au diamètre du tube cylindrique de façon à faire jouer un rôle de joint d'étanchéité à ce cône. Le cone est situé sous le collier et en position de fonctionnement tel que représenté , sa base vient en appui sur le milieu 16. Cette enveloppe de puits est complétée par une sonde perforée de collecte 17 qui a pour but de conduire le biogaz soutiré en partie inférieure jusqu'au niveau supérieur c'est-à-dire jusqu'à la tête de puits (non représentée) qui se monte sur la bride 11. Le biogaz passe à travers les perforations 18 disposées sur toute la longueur de la sonde selon les flèches 100. Une partie du bioga situé au niveau du pied de l'enveloppe de puits 10 est également aspirée suivant les flèches 101. Au-delà de la zone h, le biogaz descend sous l'effet de la dépression le long de l'enveloppe comme indiqué par les flèches 102 et est collecté dans la partie perforée selon les flèches 103. L'enveloppe de puits est réalisée en acier galvanisé à chaud et la sonde en PEHD (polyéthylène haute densité) de façon à résister aux différentes attaques de corrosion. La trémie de remplissage amovible 2 représentée sur la figure 2 comprend une partie cylindrique 20 sur laquelle est rapportée une bride 21. Le diamètre intérieur de la partie cylindrique 20 est légèrement supérieur au diamètre extérieur de la sonde perforée 17 (figure 1). La bride 21 est prévue pour coopérer avec la bride 11 (figure 1) et dans ce but possède des alésages correspondants 22. Des oreilles 23 de préhension permettent la mise en place et le retrait de cette trémie amovible, elles sont solidaires de la partie cylindrique 20. Sur la bride 21 à sa partie supérieure est disposée une deuxième partie cylindrique 23 d'un diamètre interne égal au diamètre interne de la partie cylindrique 10 de l'enveloppe de puits. A l'extrémité supérieure de cette partie cylindrique 23 est fixé un cône inversé tronqué 24 de chargement. Son diamètre inférieur est tel qu'il se raccorde avec la partie 23, le diamètre supérieur étant largement plus grand, et la hauteur faible pour réaliser un entonnoir évasé. Un couvercle amovible 25 complète cette trémie. I1 coopère parfaitement avec l'extrémité ouverte de la partie 20 de façon à assurer son obturation. De façon à décrire le procédé selon l'invention, il est représenté en figure 3 un synoptique de ce procédé. En (a) l'enveloppe de puits 1 est en place dans les déchets 3. La sonde perforée 17 est centrée à l'aide de matériau 30 en blocs tel que de la pierre qui sera de préférence non calcaire. Le cône déflecteur 15 est en appui à la surface. La tête de puits non représentée a été démontée. En (b) l'enveloppe de puits est remontée d'une hauteur de quelques mètres H. En (c) la trémie amovible est introduite dans l'enveloppe de puits jusqu'à ce que la bride 21 vienne en appui sur la bride 21. Les deux brides sont solidarisées par des boulons de façon à immobiliser la trémie par rapport à l'enveloppe de puits. La partie cylindrique 20 vient entourer l'extrémité de la sonde perforée. En (d), une portion complémentaire de sonde 170 d'une longueur H est introduite dans la partie 20 après avoir ôté le couvercle 25. Cette portion complémentaire 170 porte à sa partie inférieure un manchon de raccordement 171. Une fois le couvercle repositionné, on introduit en (e) du matériau de centrage complémentaire 31 qui se place dans l'espace annulaire entre les parties cylindriques 10 et 20. En (f) la trémie amovible est retirée après que les boulons aient été retirés. En (g) une nouvelle couche de déchets est rapportée jusqu'au niveau inférieur du cône déflecteur 15 correspondant à une hauteur H de déchets. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de captage de gaz à hauteur progressive notamment de biogaz lors de l'exploitation des déchets stockés en décharge à l'aide d'une enveloppe de puits (1) sur laquelle est fixée une tête de puits, d'une sonde interne de collecte (17), d'une trémie amovible de remplissage (2), d'un matériau de blocage (30), procédé caractérisé par les étapes suivantes - démontage de la tête de puits, - remontée de l'enveloppe de puits (1), - mise en place de la trémie amovible de remplissage (2) à l'intérieur de l'enveloppe de puits - montage d'une section complémentaire de sonde (170) correspondant à la hauteur de remontée (4), - introduction complémentaire de matériau de blo cage (31), - retrait de la trémie, - remontage de la tête de puits. 2 - Dispositif de captage de biogaz à puits progressif par sonde interne de collecte (17) centrée par un matériau de blocage (30) pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué - d'une enveloppe de puits (1), - d'une trémie amovible (2). 3 - Dispositif de captage de biogaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe de puits porte à sa partie supérieure un cône tronqué (15) en appui sur la surface du milieu (16) de façon à jouer le rôle d'un joint d'étanchéité. 4 - Dispositif de captage selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'enveloppe de puits dans sa partie cylindrique inférieure est perforée sur une hauteur inférieure à la moitié de la hauteur de ladite enveloppe de puits. 5 - Dispositif de captage de biogaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que la trémie amovible est constituée d'une partie cylindrique interne (20) dont le diamètre est supérieur au diamètre de la sonde interne de collecte (17) et inférieur au diamètre interne de l'enveloppe de puits (10) et d'une partie cylindrique externe (23) disposée à la partie supérieure, d'un diamètre interne inférieur ou égal au diamètre interne de l'enveloppe de puits. 6 - Dispositif de captage de biogaz selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie cylindrique externe (23) est surmontée d'un cône tronqué (24) de remplissage de matériau de blocage (30). 7 - Dispositif de captage de biogaz selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie cylindrique interne (20) possèae un couvercle (25) destiné à éviter au matériau de blocage de pénétrer à l'intérieur de la sonde (17).