Brevet FR2604803A1 — publié le 19880408

La présente invention concerne un perfectionnement aux cylindres de fermentation pour le traitement des déchets, notamment d'ordures ménagères. Les cylindres de fermentation notamment pour ordures ménagères sont des appareils de forme générale de révolution à axe de rotation sensiblement horizontal. Les déchets sont introduits à l'intérieur de l'appareil par l'une des extrémités. Le traitement consiste à faire tourner cet appareil à une vitesse très lente de l'ordre de quelques tours par minute. La paroi de l'appareil comporte généralement des dents qui déchirent les sacs plastiques pour libérer leur contenu et qui assurent un mélange efficace lors de la rotation. Des réactions bactériologiques et enzymatiques assurent une autofermentation aérobie des matières organiques et les calories dégagées par cette réaction exothermique provoquent une élévation de la température qui stérilise le milieu à condition que le minimum d'élévation de la température et le minimum de durée du maintien en température soient respectés. Ce dispositif a, par ailleurs, l'avantage de ne pas briser les verres en éclats de trop petites dimensions et de ne pas pulvériser les plastiques, ces matériaux pouvant donc être séparés du compost par simple criblage en fin de traitement. Le compost, issu du traitement dans cet appareil, doit répondre à certains critères de qualité ; or l'alimentation tout comme le type des déchets introduits varient. De même, l'alimentation n'est pas régulière et la quantité de produit à l'intérieur du tube varie également. L'appareil utilisé est supporté, comme dans la demande de brevet 86/09037, par des-ensembles de supportage montés mobiles sur un système à compensation de pression et disposés le long de l'axe de révolution, l'ensemble étant géré par une centrale de pilotage. Ainsi, les déformations engendrées par les variations de poids du produit sont corrigées. I1 n'en est pas de même pour le produit à l'intérieur du tube pour lequel on ne dispose d'aucune information en ce qui concerne ses paramètres physico-chimiques. C'est donc le but de l'invention de pouvoir contrôler en continu la fermentation et de faire varier les différents paramètres qui la conditionnent pour que le compost final ait une qualité constante bien que les produits et les débits d'alimentation soient variables. On régule cette fermentation par te procédé de pilotage selon l'invention qui se caractérise en ce que l'on contrôle la température, le degré hygrométrique et la quantité du produit par la détermination de son profil de façon continue et directement sur l'appareil en rotation. Selon ce procédé, la température est mesurée périodiquement et directement dans le produit. Le degré hygrométrique est déterminé par échantillonnage des gaz lorsque la prise d'aspiration est dégagée du produit. Le degré hygrométrique peut aussi être déterminé par la mesure de la résistivité du produit effectuée dans la masse du produit. Le profil est obtenu par localisation du point d'intersection de la surface libre du produit avec la paroi de l'appareil à l'aide d'une détection acoustique du choc des particules les plus grosses qui roulent sur la masse du produit, la surface étant inclinée par le mouvement de rotation. On déduit alors la quantité de produit. Une autre caractéristique de l'invention concerne l'échange d'information réalisé par un microprocesseur embarqué qui collecte les informations et les transmet à la centrale de pilotage. De même l'information en retour qui comporte tous les ordres est renvoyée au microprocesseur qui agit sur les différents paramètres. Ainsi, selon l'invention des sources de fluide sont reliées à des vannes de distribution montées sur l'appareil par des raccords tournants, ces vannes étant pilotées par le microprocesseur. L'invention va maintenant être décrite en détails er. accord avec les figures annexées de façon à faire apparaître d'autres caractéristiques et avantages de l'invention. Figure 1 : Dispositif de mesure de la température en coupe Figure 2 : Dispositif de mesure du degré hygromé trique en coupe Figure 3 : Liaisons fluides Figure 4 : Dispositif acoustique pour la détermina tion du profil du produit dans l'apparei Figure 4 : Synoptique de fonctionnement. Sur la figure 1 on a représenté une coupe du cylindre de fermentation 1 qui fait apparaître la paroi 2 en appui par sa surface extérieure sur des galets tels que 3 intégrés dans un ensemble de supportage 4 monté mobile sur un système à compensation de pression 5. Ces ensembles de supportage sont multiples pour une même section et sont également répartis dans la direction longitudinale à intervalles réguliers. Le sens de rotation est indiqué par la flèche 6 et le produit est référencé en 7. Sa surface libre 8 est inclinée et laisse subsister un volume de gaz 9.De manière à assurer un bon mélange et à déchirer les sacs plastiques afin qu'ils se vident de leur contenu le cylindre est muni sur sa surface intérieure de dents 10 qui peuvent être du type pyramide creuse avec un sommet tronqué et comportant des ouvertures latérales. I1 est alors possible d'introduire une sonde de température intrusive de façon à ce qu'elle débouche dans le volume interne de la dent. La sonde est ainsi protégée mécaniquement tout en restant périodiquement au contact du compost en formation. Les informations obtenues sont transmises par une liaison fixe 13 jusqu'au microprocesseur 12 disposé à l'extérieur du cylindre mais solidaire de celui-ci. Les informations du microprocesseur 12 sont à leur tour transmi- ses à l'aide d'un coupleur rotatif 14 à la centrale de pilotage 16 par la liaison 15. La mesure du degré hygrométrique est effectuée dans un premier temps par échantillonnage de gaz tel que représenté sur la figure 2. La paroi A est percée pour introduire une prise d'aspiration 20. Le tube 21 conduit le gaz jusqu'à une enceinte 22 isolable grâce à deux électrovannes 23 et 24. La conduite 25 se prolonge au-delà de l'électrovanne 24 par un ventilateur d'extraction 26. Une sonde 27 de mesure d'humidité est disposée de façon intrusive sur l'enceinte 22 pour être au contact du gaz. Des liaisons 28, 29, 30, 31 relient respectivement les électrovannes 23 et 24, la sonde 27 et le ventilateur 26 au microprocesseur 12. Ce dernier est relié à son tour à la centrale de pilotage 16 comme indiqué ci-dessus. La mesure peut aussi être effectuée par détermination de la résistivité du produit lui-même. Un support 32 est alors fixé sur la surface interne du cylindre. Sur ce support sont disposées deux électrodes 33 et 34 dont l'écartement est connu. Chacune de ces électrodes est reliée au microprocesseur par des liaisons telles que 35, 36 de façon à ce que la mesure de la résistivité du produit soit transmise à ce microprocesseur. La figure 3 représente les adductions de fluide telles que air et eau par exemple. Le coupleur rotatif 14 est complété par deux coupleurs rotatifs 40 et 41 disposés respectivement entre les sources d'eau 42 et d'air 43 tous deux sous pression. Ces fluides sont introduits dans l'enceinte par des piquages 44 et 45. L'ouverture et la fermeture de ces piquages sont réalisées par deux électrovannes 46r 47 reliées électriquement au microprocesseur 12 par les liaisons 48 et 49. Sur la figure 4 on voit le moyen de détection acoustique 50 constitué d'une enceinte 51 et d'un microphone 52. L'enceinte est totalement hermétique et isolante, elle est par ailleurs fixée à l'extérieur de la paroi 2. Les particules les plus grosses 53 roulent sur la surface libre du produit comme indiqué par les flèches 54. Un codeur angulaire 55 associé donne à tout instant la position exacte du moyen de détection acoustique par rapport à un point origine. Par ailleurs ce moyen de détection acoustique est relié au microprocesseur 12 par la liaison 56. Ces groupes de dispositifs de mesure sont multiples et régulièrement répartis selon l'axe longitudinal du cylindre de façon que l'on puisse établir un profil selon cet axe des variations de chacun des paramètres. De façon simplificatrice nous ne nous intéressons dans le cadre de cette description qu'à un seul groupe dedispositif. Le synoptique de la figure 5 est divisé en deux parties A et B suivant que les moyens sont disposés en salle de commande ou bien embarqués sur le cylindre de fermentation. La centrale de pilotage est représentée en 60. Elle reçoit les ordres directement de l'opérateur 61 et les informations en provenance du microprocesseur 12 de la partie B. Les ordres de l'opérateur sont rares et n'interviennent généralement que lors des phases transitoires de démarrage et d'arrêt de l'installation ou en cas d'incidents. Les informations reçues du microprocesseur 12 sont de différentes natures. Le codeur angulaire 55 donne la position du cylindre en rotation afin de déterminer l'instant de la prise de mesure de chacun des paramètres en fonction des nécessités. Par exemple les sondes de température 11 et de résistivité 32 ne doivent être utilisées que lorsqu'elles sont plongées au sein du produit. Les informations ne sont transmises qu'à cet instant. La sonde de mesure d'humidité 27 n'est utilisée que périodiquement. Lorsque la prise d'aspiration 20 est dégagée du produit le ventilateur d'extraction 26 reçoit une impulsion, les électrovannes 23 et 24 étant ouvertes, pour introduire un échantillon de gaz dans l'enceinte 22 puis celle-ci est à nouveau isolée par les mêmes électrovannes. C'est à cet instant que la mesure est déclenchée puis transmise jusqu'au microprocesseur 12. On peut également grouper plusieurs échantillons et n'effectuer les mesures que tous les n tours. Compte-tenu de ces mesures retransmises à la centra le de pilotage, le microprocesseur 12 reçoit des ordres pour commander à son tour l'admission contrôlée de fluides de correction par l'intermédiaire des électrovannes 46 et 47. Le moyen de détection acoustique 50 reçoit consta-ment les échos des chocs du produit contre la surface du cylindre à l'endroit où il se situe. Lorsque le cylindre tourne sur son axe, sa surface libre s'incline jusqu'au moment où le produit s'écoule selon sa pente naturelle, les éléments les plus lourds roulent et descendent plus vite que les éléments plus légers. I1 y a ainsi choc de ces éléments lourds en un point particulier dont la position est déterminée en combinant le pic d'intensité sonore maximum et l'indication vdu codeur.On en déduit l'angle que fait la surface libre avec la verticale.Cette information permet à son tDur de calculer le taux de remplissage et de commander l'introduction de déchets ou la vidange du compostdans l'appareillage. Ces fonctions sont regroupées en 70, et les dispositifs classiques ne sont pas représentés. Les capteurs de position 62 (non représentés) associés aux groupes de supportage effectuent des mesures différentielles des déformations du cylindre et ces informations sont également utilisées par la centrale de pilotage pour commander l'admission ou la vidange du fluide des systèmes à compensation de pression 5. Les variationsde la vitesse de rotation déterminées par la centrale de pilotage sont représentées en 63. L'affichage des informations est classique . Les références 64 et 65 concernent respectivement une visualisation à l'aide d'un synoptique lumineux ou d'une imprimante. La présente invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation qui vient d'être décrit, c'est ainsi que l'on peut mesurer d'autres paramètres tels que le pH du milieu, le taux d'oxygène. Le coefficient de remplissage peut également être déterminé par les mesures de la pression dans les dispositifs de supportage à compensation de pression. La transmission des informations est réalisable par fibres optiques et interface optique sans contact. REVENDICATIONS 1 - Procédé de pilotage de l'alimentation et du traitement de déchets, notamment d'ordures ménagères dans un cylindre de fermentation accélérée (1) supporté par au moins deux ensembles de supportage (3, 4) montés mobiles sur un système à compensation de pression (5), caractérisé en ce que l'on contrôle la température, le degré hygrométrique et la quantité de produit en traitement de façon continue et directement sur l'appareil en rotation par des moyens (11, 27, 33, 34, 44, 45, 50) portés par le tube. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que toutes les informations de régulation mesures et ordres en retour sont collectées par un microprocesseur embarqué en relation avec la centrale de pilotage. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température est mesurée périodiquement et directement dans la masse des déchets. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le degré hygrométrique est mesuré sur un échantillon de gaz prélevé directement dans l'appareil. 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le degré hygrométrique est déduit de la mesure de la résistivité de la masse des déchets. 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de produit est déterminée à l'aide du profil calculé à partir des données obtenues par détection acoustique. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différents paramètres sont régulés par introduction de fluides tels que air, eau dans l'appareil. 8 - Dispositif de pilotage de l'alimentation et du traitement des déchets, notamment d'ordures ménagères dans un cylindre de fermentation accélérée (1) supporté par au moins deux ensembles de supportage (3, 4) montés mobiles sur un système à compensation de pression (5), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour la mesure de la température (11) du degré hygrométrique (27, 33, 34) de la quantité de produit (50) et pour la régulation (44, 45). 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un microprocesseur (12) embarqué solidaire du cylindre (2) en liaison avec la centrale de pilotage (16), les moyens de mesure (11, 27, 33, 34, 50) et de régulation (44, 45). 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de régulation sont constitués de deux piquages (44, 45) alimentésen eau (42) et air (43). 11 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la sonde de mesure de température (11) est disposée à l'intérieur des dents (10) de déchiquetage solidaires de l'appareil. 12 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de mesure du degré hygrométrique comprend une sonde (27) disposée dans une enceinte (22) d'échar.- tillonnage isolée par les électrovannes (23, 24) et remplie par le ventilateur d'aspiration (26) grâce à la prise d'aspiration (20). 13 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de mesure du degré hygrométrique comprend deux électrodes (33, 34) positionnées avec un écartement fixe sur un support (32) lui-même solidaire de la paroi (2). 14 - Dispositif selon la revendication 8r caractérisé en ce que le moyen de mesure de la quantité de produit comporte un microphone (52) placé dans une enceinte isolée (51) associée à un codeur angulaire (55).