Brevet FR2678915A1 — publié le 19930115

SILO DESTINE A STOCKER DES PRODUITS PULVERULENTS. GRANULEUX OU FIBREUX. TELS QUE DES CEREALES La présente invention concerne un silo pour le stockage des produits pulvérulents, granuleux ou fibreux, tels que des céréales, permettant une conservation optimale du grain. I1 existe de nombreux types de silos destinés à stocker des produits pulvérulents, granuleux ou fibreux. Ces silos revêtent la forme d'un contenant de type vertical ou horizontal selon que la hauteur est supérieure ou non à l'une au moins des deux dimensions de sa base d'appui. Au niveau du coût de fabrication seul, les silos de type vertical se révèlent en général plus économiques que les silos de type horizontal. En effet, à volume égal, il requièrent une moindre emprise au sol et une surface de toiture plus limitée, ce qui représente des avantages appréciables compensant facilement le surcoût qu'entraîne une plus grande surface de paroi et une plus forte épaisseur de ces parois, en partie inférieure notamment, imposée par des contraintes de poussées intérieures très conséquentes, dues à la hauteur d'entassement de grain. Cependant, les silos verticaux se révèlent plus coûteux à l'exploitation car il faut élever le produit à stocker sur des hauteurs conséquentes, ce qui consomme davantage d'énergie qu'un simple transport horizontal de ces produits, suffisant dans le cas des silos horizontaux. En outre, la forte épaisseur de grain impose l'installation de systèmes de ventilation très puissants, donc coûteux à l'achat et surtout à l'utilisation, qui cependant, en zone tropicale notamment, ne réussissent que difficilement à assurer une ventilation satisfaisante du produit stocké, compte-tenu des conditions de température et d'humidité rencontrées dans ces régions. Par ailleurs, les parois verticales métalliques non protégées du rayonnement direct du soleil par des débordements de toiture, entrainent, par les différences de température qu'elles subissent, particulièrement en pays chauds, entre le jour et la nuit, des phénomènes de condensation augmentant dans des proportions importantes, le taux d'humidité dans ces zones périphériques où se développent alors rapidement des micro-organismes parasites. Ces micro-organismes se traduisent par la formation d'une couche de pourriture qui, d'une part rend plus difficile le vidage et le nettoyage de la cellule, et d'autre part et surtout, contamine de proche en proche, le grain adjacent. De plus, les cellules de type vertical offrent une emprise au vent importante et dangereuse pour leur stabilité, surtout lorsqu'elles sont vides et ce, particulièrement dans les régions de culture du riz où les vents atteignent souvent des vitesses cycloniques. Par ailleurs, les silos verticaux transmettent au sol des charges ponctuelles importantes inadaptées aux terrains de rizière, habituellement constitués de sols alluvionnaires de faible portance, à fortiori lorsque ces constructions sont situées en bordure de fleuve. Cependant, les silos de type horizontal posent eux, des problèmes liés aux dimensions importantes de leur base. En effet, il est difficile après vidage par gravité d'une partie du tas, d'évacuer le reliquat de produit qui, en-deçà de son angle de talus naturel, ne s'écoule plus gravitairement vers les orifices de vidage, ce qui impose la présence de différents systèmes .destinés à amener ce reliquat vers lesdits orifices, soit grâce à un flux d'air qui fluidélise le pied de talus et achemine le produit sur un lit d'air, soit à travers des systèmes mécaniques poussant ou tirant le produit, tels que vis sans fin, racloirs, etc.... Or tous ces systèmes sont coûteux à l'installation et ont une incidence élevée au niveau du coût d'exploitation car ils doivent être de fortes puissances compte-tenu des masses importantes de produit à déplacer. D'autre part, dans les silos horizontaux classiques, il est difficile de ventiler de façon homogène la masse de produit stocké, compte-tenu des différences de hauteurs d'entassement décroissantes selon l'angle de talus naturel au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la verticale du point d'amenée du produit. Par ailleurs, certaines techniques de séchage en cellule ne tolèrent pas d'entassement de grain sur une épaisseur supérieure à quelques mètres, ce qui, compte-tenu de l'angle de talus naturel, limite beaucoup le volume du tas et explique le peu d'intérêt que rencontrent ces techniques de séchage, alors même qu'elles se révèlent être les plus performantes au niveau de la qualité du grain. En effet, un problème complémentaire au stockage du grain concerne le séchage : pour pouvoir supporter un stockage dans de bonnes conditions de conservation, le grain doit subir préalablement un abaissement de son taux d'humidité jusqu'à un seuil, dit de sauvegarde, suffisant pour limiter, voire stopper complètement le développement des micro-organismes que sont les bactéries, les levures et les moisissures. Les techniques de séchage actuellement les plus utilisées font appel à l'air chaud qui, tout à la fois, doit apporter l'énergie nécessaire à la vaporisation de l'eau (air caloporteur), puis doit absorber cette eau vapeur et la transporter (air vapo-transporteur). Au contact de l'air chaud, l'eau de la périphérie du grain va être évacuée sous l'effet du gradient d'humidité entre l'air et le grain. L'eau osmotique va ensuite migrer de l'intérieur du grain vers cette périphérie séchée, par différence de pression osmotique. Les modes de séchage se classent en deux types - séchage rapide - séchage lent. Le séchage rapide s'effectue soit à l'aide de séchoirs discontinus à lots successifs, communément appelés séchoirs statiques, opérant sur une couche peu épaisse de grain immobile, traversée par un fort courant d'air chaud, soit à travers des séchoirs continus opérant sur une couche de grain en mouvement. La technique du séchage rapide qui permet de traiter de grandes quantités de produit en très peu de temps, convient parfaitement aux produits destinés à être broyés ensuite, tels que blé, maïs, tournesol. Par contre, en raison même des tensions internes que provoque la déshydratation très rapide du grain, le séchage rapide contribue largement, avec les nombreuses manutentions du grain qu'il impose en outre, à augmenter de façon importante le taux de brisure dudit grain au moment du décorticage. Il est donc mal adapté aux céréales telles que le riz, destinées à être consommées en grains entiers après décorticage et dont la valeur commerciale est en relation directe avec le taux de brisures. Cependant, le séchage lent, lorsqu'il est pratiqué en cellule, génère un air très humide car pratiquement saturé en vapeur d'eau à la sortie du tas, qui, s'il n'est pas évacué rapidement à l'extérieur du volume de la cellule par un système efficace de ventilation de la sous-toiture, vient se condenser sur la surface intérieure de la toiture, puis retombe sur le tas de grain sous forme de gouttes d'eau collectées par tous les éléments verticaux en saillie sous la toiture, tels que chevrons, liteaux, clous, etc... jouant le rôle de larmier. Ces gouttes d'eau provoquent alors un croûtage du sommet du tas, d'autant plus rapide que le grain est encore très humide, qui empêche progressivement le passage de l'air de séchage entraînant une prise en masse du produit par auto-accélération du phénomène de détérioration. La présente invention veut donc remédier aux inconvénients évoqués précédemment en proposant un silo dont les dispositions intérieures particulières permettent tout à la fois d'entasser le grain en une couche d'épaisseur pratiquement constante, d'assurer le vidage intégral par simple gravité de la totalité du grain et d'optimiser le séchage lent du grain directement dans sa cellule de stockage. A cet effet le silo de stockage de l'invention comprend une enceinte de stockage et des moyens d'amenée des produits permettant le remplissage de ladite enceinte, et est caractérisé en ce que le fond est constitué par une paroi inférieure inclinée par rapport à l'horizontale, et est tel que les moyens d'amenée des produits à stocker se trouvent au voisinage de la partie la plus haute de la paroi inférieure. Selon une disposition avantageuse, la paroi inférieure de l'enceinte de stockage forme avec l'horizontale un angle intérieur aigu compris entre 15 et 45 degrés. Selon une disposition préférée, l'angle est d'environ 30 degrés, pour correspondre à l'angle de talus naturel du grain. Selon des caractéristique complémentaires, la paroi inférieure de l'enceinte de stockage est constituée par une paroi perforée supportée par des poutres transversales inclinées, et des parois pleines de doublage sont fixées auxdites poutres pour constituer un espace de ventilation relié à une gaine de ventilation. Selon une autre caractéristique, l'enceinte de stockage comprend des moyens de reprise et de vidange situés dans la partie basse de la paroi inférieure. Selon une disposition particulière, les moyens d'amenée sont constitués par des déversoirs alimentés par un transporteur à bandes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 à 5 représentent un premier mode de réalisation, les figures 1 et 2 étant des vues schématiques. La figure 1 est une vue en coupe transversale selon T1-T1. Les figures la et lb sont des vues à plus grande échelle montrant des détails de la figure 1. La figure 2 est une vue de dessus du silo sans sa toiture. La figure 3 est une vue de détail en coupe L1-L1. La figure 4 est une vue en perspective montrant une cellule de stockage et plus particulièrement sa partie basse intérieure. La figure 5 est une vue similaire à la figure 1 montrant le silo avec plus de détails d'exécution. Les figures 6 et 7 sont des vues similaires à la figure 1 représentant deux autres variantes d'exécution. Les figures 8, 9 et 10 représentent la structure du toit du silo. La figure 8 est une vue en coupe transversale. La figure 9 est une vue selon la coupe T2-T2 de la figure 10. La figure 10 est une vue selon la coupe transversale L2-L2 de la figure 9. Les figuresl à 5 représentent un mode de réalisation d'un silo selon l'invention qui est constitué par un ensemble de parois extérieures et de parois intérieures. Il comprend par exemple deux parois latérales (1, 2) et deux parois transversales d'extrémité (3, 4) ainsi qu'une toiture (5) formée par deux parties de toiture : une partie gauche (50) et une partie droite (51). Le silo ayant par exemple la forme générale d'un bâtiment allongé comportant un plan vertical de symétrie générale (P) comprend une enceinte de stockage gauche (6) et une enceinte de stockage droite (7) séparées au centre du bâtiment par différents conduits centraux, techniques (8, 9, 10). Ainsi, le silo comprend d'une part, un premier conduit longitudinal supérieur (8) dans lequel sont logés un transporteur à bandes (11) et des déversoirs rabattables (12), et d'autre part, un deuxième conduit longitudinal intermédiaire (9) et une troisième conduit inférieur (10) constituant respectivement une gaine de ventilation d'air ambiant et une gaine de ventilation d'air chaud. Selon une caractéristique de l'invention, chaque enceinte de stockage (6, 7) est telle que le fond (13) sur lequel est stocké le grain (14), est constitué par une paroi inférieure (130) inclinée par rapport à l'horizontale (H) pour former avec celui-ci un angle aigu (A) compris avantageusement entre 15 et 45 degrés. Il peut être de préférence de 30 degrés pour correspondre à l'angle de talus naturel du grain stocké. Ainsi dans le silo représenté, les deux parois inférieures (130, 130') de chaque enceinte correspondante sont convergentes vers le haut et leurs plans respectifs (P1, P2) forment un dièdre. Pour permettre un séchage du grain stocké, une ventilation naturelle ou forcée au travers de la couche de grain, est prévue. A cet effet, la paroi inférieure (130, 130') de chaque enceinte (6, 7) est constituée par exemple par une tôle perforée comprenant des trous de ventilation, supportée par des poutres transversales inclinées (15) sous lesquelles sont fixées des parois pleines, de doublage (16) pour constituer un espace de ventilation (17) relié au centre du silo, aux gaines centrales de ventilation (9, 10), comme cela est représenté plus particulièrement à la figure lb. Pour amener l'air ambiant ou chaud des gaines de ventilation (9, 10) aux espaces de ventilation (17), il est prévu un ensemble de trappes (18-19, 18'-19') qui sont mobiles entre deux positions, respectivement une position de fermeture et une position d'ouverture. Ainsi chaque espace de ventilation (17) peut être soit alimenté en air chaud par ouverture de la trappe (18) et fermeture de la trappe (19), soit alimenté en air ambiant par ouverture de la trappe (19) et fermeture de la trappe (18). Chacune des cellules de stockage comprend d'une part des moyens d'amenée des grains (20) et d'autre part, des moyens de reprise et de vidange (21). Les moyens d'amenée (20) sont constitués par des déversoirs (12) alimentés par un transporteur à bandes (11) et sont, selon l'invention, situés au voisinage de la partie la plus haute de la paroi inférieure. Ainsi, les moyens d'amenée du grain (20) sont situés au niveau de la partie haute de l'enceinte de stockage à une distance de la paroi inférieure correspondant au moins à l'épaisseur du grain que l'on souhaite stocker. Lors du remplissage, le produit s'écoule naturellement pour former une épaisseur sensiblement constante (E). Les moyens de reprise (21) sont constitués par des trappes de vidange (22) qui sont disposées dans la partie basse de la paroi inférieure, le grain étant guidé vers la trappe de vidange par bien entendu le fond incliné (13), mais aussi par des parois latérales inclinées (23, 24) convergeant vers lesdites trappes. Selon une disposition particulière et avantageuse du silo, l'enceinte de stockage est divisée en une succession d'enceintes de plus petites dimensions ou cellules. A cet effet, le volume intérieur du silo est divisé en plus petits volumes de stockage, par une ou plusieurs parois verticales de séparation (25a, 25b, 25'a, 25'b) et chaque cellule de stockage ainsi formée (60a, 60b, 60c - 70a, 70b, 70c) comprend deux déversoirs (12) d'amenée des grains et deux trappes de vidange (22), les cellules (60a) et (70c) étant en cours de vidange Par ailleurs, le silo comprend un ou plusieurs volumes inférieurs de stockage (26, 27) situés sous les parois inférieures des enceintes ou cellules de stockage inférieures, comme cela est apparaît plus particulièrement aux figures 1 et 5. Ces zones de stockage inférieures étant destinées pour le stockage longue durée des grains séchés, là où la température est plus fraîche. Bien entendu, le silo selon l'invention peut avoir d'autres formes que celle représentée aux figures 1 à 5. Ainsi, d'autres formes d'exécution sont représentées par les figures 6 et 7 qui sont des coupes transversales similaires à celle de la figure 1. Le silo représenté à la figure 7 est tel que les parois inférieures des enceintes gauche (6) et droite (7) sont convergentes vers le bas. La figure 6 est une autre forme d'exécution d'un silo ayant une conception dissymétrique qui est sensiblement l'équivalent de la moitié du silo de la figure 1. Les parois inférieures des enceintes de stockage des réalisations précédemment décrites sont des plans, mais il pourrait en être autrement, et notamment ce pourrait être des surfaces courbes. Ainsi, elles pourraient être constituées par un cône. La structure du toit du silo est une structure améliorée permettant une meilleure circulation d'air et donc une meilleure ventilation du grain. Ainsi, la structure du toit (5) est constituée par un assemblage d'éléments de toit (40) porté par une structure constituée par un ensemble de poutres ou supports. Cedit ensemble étant connu en soi, ne sera pas décrit dans les détails. Toutefois, notons seulement que celui-ci comprend d'une part, un réseau de poutres ou supports transversaux (41), et d'autre part, un autre réseau de poutres ou supports longitudinaux (42). Les poutres transversales (41) étant inclinées par rapport au sol, pour constituer la pente du toit, et les poutres longitudinales étant disposées horizontalement perpendiculairement aux poutres transversales (41). Les éléments de toit (40) sont reliés à ladite structure de support, comme cela est décrit ci-après, et représenté plus particulièrement par les figures 8, 9 et 10. De façon avantageuse, les éléments de toit (40) sont des plaques nervurées pour couverture, en acier galvanisé ou peint, comprenant par exemple une succession de grosses nervures en saillie (43). Chaque plaque comprenant un bord inférieur (44), un bord supérieur (45), ainsi que des bords latéraux (46). Conventionnellement, on appellera éléments de toit consécutifs, deux éléments disposés dans un même plan transversal, comme par exemple les éléments supérieur (40s) et inférieur (40i). De même, on appellera éléments de toit adjacents, deux éléments disposés latéralement côte à côte. Selon l'invention, les poutres longitudinales (42) sont disposées entre deux éléments de toit consécutifs. Ces poutres longitudinales (42) sont plus particulièrement disposées sur l'élément inférieur (40i) en retrait de son bord supérieur (45) à une distance (d2) de celui-ci, et sous l'élément supérieur (40s) en retrait de son bord inférieurr (44), à une distance (dl) de celui-ci. On pourrait dire aussi que les poutres longitudinales sont situées entre d'une part l'extrémité inférieure (47) de l'élément de toit supérieur (40s), et d'autre part, l'extrémité supérieure (48) de l'élément de toit inférieur consécutif (40i). Avantageusement, et comme cela apparaît à la figure 9, la distance (dl) est inférieure à la distance (d2). Notons que les poutres longitudinales (42) sont reliées aux poutres transversales (41) par des moyens de liaison (49) constitués par un étrier (50) réalisé en un profil ayant la forme générale d'un "U", sur lequel sont soudées latéralement de part et d'autre sur les faces latérales (51), des tiges de fixation (52) verticales vers le haut dont la partie supérieure est filetée. Notons qu'avantageusement, les moyens de liaison (49) sont montés de façon coulissante sur les poutres transversales inclinées (41) pour pouvoir se déplacer selon (fl) ou (f2) (figure 9). Le coulissement prévu permet le déplacement de l'ensemble lors de la dilatation du toit et plus particulièrement de son ensemble d'éléments de toit (40). Ledit ensemble étant bien entendu, retenu fermement au sommet du toit, le déplacement lors de la dilatation se faisant alors vers le bas. Afin d'empêcher, lors des coups de vent, les refoulements (r) d'eau au niveau des extrémités supérieures des éléments de toit, tout en permettant une bonne ventilation (v), les plaques de toit (40s, 40i) sont disposées de telle sorte que la position de la plaque supérieure (40s) est telle qu'elle laisse un grand espace de ventilation (430), tandis que la position de la plaque inférieure (40i) est telle qu'elle laisse un espace de ventilation (431) de petite dimension. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Silo de stockage pour produits pulvérulents, granuleux ou fibreux tels que des céréales (14) comprenant une enceinte de stockage (6, 7) et des moyens d'amenée des produits (11, 12, 20) permettant le remplissage de ladite enceinte, caractérisé en ce que le fond est constitué par une paroi inférieure (130, 130') inclinée par rapport à l'horizontale (H), et en ce que les moyens d'amenée des produits (12) se trouvent au voisinage de la partie la plus haute de la paroi inférieure. 2. Silo de stockage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi inférieure (130, 130') de l'enceinte de stockage (6, 7) forme avec l'horizontale un angle (A) compris entre 15 et 45 degrés. 3. Silo de stockage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle (A) est d'environ 30 degrés. 4. Silo de stockage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi inférieure (130 130') de l'enceinte de stockage est constituée par une paroi perforée supportée par des poutres transversales inclinées (15). 5. Silo de stockage selon la revendication 4, caractérisé en ce que des parois pleines de doublage (16) sont fixées aux poutres transversales inclinées (15) pour constituer un espace de ventilation (17) relié à une gaine de ventilation (9, 10). 6. Silo de stockage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enceinte de stockage comprend des moyens de reprise et de vidange (21) situés dans la partie basse de la paroi inférieure (130, 130'). 7. Silo de stockage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de reprise et de vidange (21) sont constitués par une trappe de vidange (22) qui comprend deux parois latérales inclinées (23, 24) convergentes. 8. Silo de stockage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'amenée (12) sont constitués par des déversoirs (12) alimentés par un transporteur à bandes (11). 9. Silo de stockage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des gaines de ventilation (9, 10) et notamment une gaine de ventilation en air ambiant (9) et une gaine de ventilation d'air chaud (10). 10. Silo de stockage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa toiture (5, 50, 51) est constituée d'un ensemble de plusieurs éléments de toit (40) portés par une structure constituée par une série de poutres transversales inclinées (41) et une série de poutres longitudinales (42) disposées entre deux éléments de toit (40) consécutifs.