Brevet FR2693993A1 — publié le 19940128

La présente invention concerne un bac de collecte, destiné à la fraction fermentescible des ordures ménagères et déchets assimilés. La présente invention concerne également des "KIT" de modification pour des bacs classiques existants, destinés à les rendre conformes à l'esprit de l'invention. Les directives européennes, en matière de protection de l'environnement, vont conduire très prochainement à une généralisation de la collecte, dite sélective, des ordures produites par les ménages, avec notamment une collecte séparée de la fraction fermentescible constituée par les déchets de repas, les épluchures de légumes et les déchets de jardin. Cette fraction se caractérise par une densité foisonnée de l'ordre de 500 Kg par mètre cube, par une teneur en eau de l'ordre de 50 % et par une compacité importante peu favorable à son aération. II s'en suit que cette fraction, si elle est collectée dans des récipients fermés, se dégrade sous l'effet d'une fermentation de type anaérobie, générant ainsi des mauvaises odeurs. Pour remédier à ces inconvénients, les principaux constructeurs de bacs de collecte d'ordures ménagères, proposent des bacs spécifiques pour ce produit, dotés d'aérateurs destinés à favoriser une fermentation de type aérobie qui se traduit par des odeurs moins désagréables et une perte en eau et en matière qui peut atteindre 30 à 40% de la masse initiale, ce qui est favorable pour faire accepter une fréquence de collecte plus espacée et en minimiser les coûts. La fermentation aérobie est exothermique et c'est la chaleur produite au sein des déchets fermentescibles qui vaporise l'eau contenue. Les dispositifs d'aération entraînent en principe cette vapeur d'eau vers l'extérieur du bac. Toutefois, la minceur des parois du bac, la relative bonne conduction thermique des plastiques utilisés pour la fabrication, combinés avec une température extérieure généralement plus basse que celle régnant à l'intérieur du bac, font qu'une grande partie de l'eau évaporée se recondense sur les parois internes du bac et principalement sous son couvercle. Celui-ci étant de forme concave tournée vers le bas, I'eau qu'il condense ruisselle sous sa face interne pour s'écouler ensuite verticalement sur les parois latérales internes en rejoignant le flux déjà condensé sur celles-ci.Finalement, ce flux d'eau condensée se retrouve inutilement dans le fond du bac, avec des débris fins de déchets fermentescibles plus ou moins dégradés qui, faute d'aération, vont fermenter en anaérobiose et générer ainsi de mauvaises odeurs. II convient donc de vidanger de temps en temps l'eau du fond du bac, surtout en période de temps froid où la condensation est plus importante. La fermentation aérobie nécessite une teneur en eau du produit à fermenter entre 40 et 50%. Donc une trop forte évaporation de l'eau contenue peut considérablement ralentir la fermentation, I'eau contenue à la base du bac ne participant plus à l'humidification du produit. La présente invention entend remédier à ces inconvénients en proposant un bac ventilé, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen permettant à l'eau de condensation se formant sous le couvercle, de retomber gravitairement sur le produit contenu (et non pas sur les parois latérales du bac), en ce qu'un moyen est prévu pour que la matière contenue ne touche pas les parois latérales du bac, en ce que des moyens d'aération sont prévus et en ce qu'un moyen est prévu pour que la condensation se produise préférentiellement sous le couvercle du bac. L'invention se caractérise également en ce que les moyens évoqués ci-avant peuvent être réalisés séparément et vendus sous forme de "KIT", permettant une modification aisée et peu onéreuse de bacs de collecte existants pour les rendre conformes à l'esprit de l'invention. Dans la description qui va suivre, le moyen permettant la condensation préférentielle de la vapeur d'eau sous le couvercle du bac est notamment un condenseur rapporté sur ce couvercle et réalisé dans une matière bonne conductrice de la chaleur, différente de celle constitutive du bac. Ce choix effectué dans un but de clarté et de compréhension des dessins annexés ne préjuge pas du choix qui sera retenu pour la réalisation effective de l'invention. Notamment, le condenseur pourra faire partie intégrante du couvercle du bac et être réalisé dans la même matière que le bac, mais dans ce cas les parois formant le condenseur seront de plus faible épaisseur que le reste du bac (pour offrir une transmission thermique meilleure que le reste des parois du bac).D'autre part, par souci de simplification, un seul point bas du dessous du couvercle ou du condenseur a été représenté, sensiblement à la verticale du centre de gravité de la matière contenue dans le bac. II est évident que plusieurs points bas peuvent être prévus sous le couvercle du bac et que plusieurs points bas sous le condenseur peuvent être prévus, voir même plusieurs condenseurs comportant chacun plusieurs points bas. Toutes ces dispositions restent conformes à l'esprit de l'invention, I'important étant que les points bas situés sous le couvercle et à partir desquels s'effectuera la chute de l'eau condensée sous le couvercle du bac, se situent à la verticale de la masse de matière contenue. Le moyen de fixation des bouches d'aération destinées aux "KIT" de modification des bacs existants est un pas de vis qui permet de visser en force la bouche d'aération sur un bac existant préalablement percé à un diamètre convenable. Ce moyen de fixation n'est qu'un exemple et le montage peut tout aussi bien s'effectué par une contre bague interne à vis, par clipsage élastique ou tout autre moyen conduisant au même résultat, sans que cela déroge à l'esprit de l'invention. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, dans un but explicatif et nullement limitatif, permet de mieux comprendre les avantages buts et caractéristiques de l'invention. FIGURE 1 représente une élévation/coupe d'un bac de collecte montrant le moyen permettant l'écoulement de l'eau condensée sur la matière contenue dans le bac. FIGURE 2 représente une élévation coupe d'un bac faisant apparaître le moyen qui provoque la condensation préférentielle sous le couvercle du bac (en l'occurrence un condenseur atmosphérique), ainsi que le moyen permettant à la matière contenue de ne pas toucher les parois internes du bac. FIGURE 3 représente une coupe verticale du condenseur FIGURE 4 représente une coupe horizontale faite sensiblement au milieu des ailettes du condenseur ci-avant. FIGURE 5 représente une élévation/coupe d'un bac classique de grande capacité (environ 400 litres), modifié par des "KIT" destinés à le transformer en un bac à déchets fermentescibles conforme à l'esprit de l'invention. FIGURE 6 représente une coupe horizontale du même bac modifié ciavant. FIGURE 7 représente une vue de dessus du couvercle du bac modifié ci-avant. FIGURE 8 représente une coupe d'une bouche d'aération adaptable sur des bacs classiques existants. Dans la figure 1 on trouve: Un corps de bac 1, des bouches d'aération 11, une grille horizontale 12 une masse de déchets fermentescibles 13, un couvercle 2, une entretoise 21, un contre couvercle 22, une vis 23, un grillage 24, des trous 25, une collerette 26 et une articulation de couvercle 5. Le corps de bac 1 ainsi que le couvercle 2 sont réalisés en plastique injecté de même qualité, mais le couvercle 2 est, de préférence, moins épais que le corps 1 du bac, ou mieux, réalisé en métal à très bonne conductivité thermique, il est réalisé en forme de cône, ou de pyramide, dont le sommet est dirigé vers le bas, les bouches d'aération 11 sont grillagées en plastique ou en acier inoxydable, la grille horizontale 12 est en fort grillage plastique ou acier inoxydable, la masse de déchet 13 repose sur la grille 12, I'entretoise 21 est solidaire du couvercle 2 ou reliée à celui-ci par une vis non représentée, le contre couvercle 22 est réalisé en plastique ou en métal, il est fixé sur l'entretoise 21 par la vis 23, le grillage 24 est réalisé en plastique rigide ou en acier inoxydable, il est en forme de virole cylindrique à axe vertical, son rôle est d'empêcher l'entrée des rongeurs et des insectes à l'intérieur du bac et en même temps il sert à étayer le contre couvercle 22, les trous 25 sont percés dans le couvercle 2 pour former une sorte de crépine conique en son centre et permettre à l'air de ventilation qui entre par les bouche 11 de ressortir du bac par le grillage 24 en empruntant l'espace vide entre le couvercle 2 et le contre couvercle 22, la collerette 26 fait partie intégrante du couvercle 2, elle sert à centrer le grillage 24 et à recueillir les égouttures de condensation qui se formeront sous le contre couvercle 22 pour permettre leur écoulement sur la face supérieure du couvercle 2. Dans la figure 2 on trouve: un corps de bac 1, des bouches d'aération il, dotées de grillages 111, la masse de déchets fermentescibles 13, un couvercle 2, des vis de fixation 21, un trou 222, un bac grillagé 3, un condenseur 4 et une articulation de couvercle 5. Le corps de bac I peut être un bac classique en plastique injecté ou, avantageusement, réalisé en matière isolante, genre mousse alvéolaire protégée par un "gelcoat" résistant interne et externe, le couvercle 2 est en plastique injecté ou en mousse alvéolaire, il est percé d'un grand trou central 222 destiné à recevoir le condenseur 4 ét de trous périphériques taraudés destinés à recevoir les vis de fixation 21 du condenseur 4. qui peut être réalisé en métal injecté ou matricé, à bonne conduction thermique. L'articulation 5 est classique comme sur les bacs existants. Dans la figure 3 on trouve: une pièce conique inférieure 41, dotée d'un trou central 42, et de trous périphériques 43, des ailettes 44, une pièce supérieure conique 45, et deux couches très minces de matière à caractéristique de surface tensio active 46 disposées respectivement sous les faces inférieures des pièces coniques 41 et 45. Le condenseur 4 peut indifféremment être un ensemble monobloc en alliage métallique coulé ou injecté ou un ensemble réalisé par agrafage de flans métalliques découpés et matricés en forme. La couche de revêtement 46 de la face inférieure des pièces coniques 41 et 45 sera obtenue par pulvérisation de matière plastique appropriée genre "Téflon" ou "PVDF" dont la particularité est de favoriser la condensation de la vapeur d'eau en gouttes (beaucoup de matières plastiques, dites techniques, ont cette propriété). La face supérieure de la pièce conique 41 sera dépolie ou amatie, voir traitée à la molette pour favoriser, par capillarité, I'étalement de l'eau de condensation en couche mince pour en favoriser l'évaporation.En variante, cette face supérieure de la pièce conique 41 pourra être revêtue d'un tissus très fin et spongieux ou de feutre mince pour obtenir un effet de buvard et augmenter ainsi la surface d'évaporation. Les ailettes 44 assurent la conduction thermique, donc l'égalisation de température entre les pièces de condensation 41 et 45, ainsi que la rigidité mécanique de l'ensemble condenseur. II faut noter que le condenseur pourrait être également réalisé en plastique injecté, dans l'hypothèse où le corps du bac 1 et le couvercle 2 seraient réalisés en matière à haute isolation thermique telle que mousse alvéolaire par exemple. L'important étant que la matière constitutive du condenseur ait un coefficient de conduction thermique élevé par rapport au coefficient de conductivité thermique de la matière constitutive du corps 1 et du couvercle 2 du bac. Les trous 43 sont prévus en regard des trous taraudés dans le couvercle 2 pour que les vis 21 permettent d'y fixer le condenseur. Dans la figure 4 on trouve: La pièce conique de condensation 41 percée en son centre par le trou 42 et percée à sa périphérie par les trous 43 ; les ailettes 44 sont représentées coupées. Dans la figure 5. on trouve: Un corps de bac existant 1, un couvercle 2, des bacs internes grillagés 3, une traverse de soutien 31, des condenseurs 4, des bouches d'aération 11 et des vis de fixation 21. Dans la figure 6 on trouve: Un corps de bac 1, les quatre bacs internes grillagés 3, les deux traverses de soutien 31, et huit bouches d'aération 11. Dans la figure 7 on trouve: Un couvercle 2 et quatre condenseurs 4. Dans la figure 8 on trouve: une bouche d'aération 11, un grillage 111, un joint circulaire plat 112 et un filetage conique 113. La bouche 11 est en plastique injecté, le grillage 111 peut être en fin treillis d'acier inoxydable ou en plastique injecté en même temps que la bouche 11, le joint 112 est en élastomère et surtout destiné à empêcher le desserrage, par vibration, de la bouche une fois celle-ci vissée. Le filetage 113 est conique, il vient d'injection avec la bouche elle-même et est destiné à visser en force la bouche 11 sur le corps d'un bac existant dans lequel un trou de diamètre légèrement inférieur au plus grand diamètre à fond de filet du filetage 113 à préalablement été foré, de façon à ce qu'il y ait blocage en fin de vissage. Le fonctionnement du moyen de l'invention permettant l'écoulement de l'eau de condensation sur la matière contenue. s'explique en regard de la figure 1 : Les déchets fermentescibles sont disposés sur la grille 12, dans le bac 1, au fur et à mesure de leur production. Ils se trouvent soumis à une bonne aération compte tenu que le bac 1 a des bouches d'aération 11 situées à sa base et que le couvercle 2 est percé par les trous 25 qui communiquent avec le vide existant entre le couvercle 2 et le contre couvercle 22. Cette aération va provoquer un début de fermentation aérobie des déchets fermentescibles 13, ce qui se traduit par une élévation de la température des déchets et une vaporisation partielle de l'humidité contenue dans ces déchets. C'est donc de l'air chaud et humide qui va s'élever verticalement, par différence de densité, dans le corps du bac 1.L'air humide ira vers le couvercle 2 où une partie de la vapeur d'eau va se condenser en gouttes pour suivre la pente et tomber gravitairement sensiblement au milieu du tas de déchets fermentescibles contenus, en réinjectant ainsi une partie de l'eau évaporée. Le fonctionnement du moyen de l'invention permettant à la matière contenue de ne pas toucher les parois du bac. s'explique en regard de la figure 2: Dans cette figure on voit qu'un bac interne grillagé 3 est disposé à l'intérieur du bac 1, mais ses dimensions sont sensiblement inférieures aux dimensions internes du bac 1 de telle sorte qu'une distance de l'ordre de deux centimètres subsiste entre les deux bacs. La hauteur de ce bac interne grillagé 3 est nettement inférieure à celle du bac 1 de façon à ce que le fond du bac grillagé 3 soit légèrement au dessus des bouches d'aération 11. Le bac grillagé 3 est suspendu dans le haut du bac 1 et fixé par des moyens non représentés mais facilement démontables pour permettre un nettoyage périodique visant à éliminer les produits fins qui pourraient traverser les mailles du bac grillagé 3.On voit ainsi que la matière contenue à l'intérieure du bac grillagé 3 est très bien ventilée, puisque non seulement l'air peut pénétrer dans celle-ci par la base, mais également par les parois latérales du bac grillagé 3. Le fonctionnement du moyen de l'invention permettant la condensation préférentielle de la vapeur d'eau sous le couvercle du bac. s'explique en regard des figures 2, 3 et 4. La figure 2 montre que le couvercle 2 du bac comporte une découpe circulaire 222 dans laquelle vient prendre place un condenseur 4 qui se fixe au moyen des vis 21. Les figures 3 et 4 expliquent comment est constitué le condenseur 4. Celui-ci est réalisé de préférence en matière à meilleure conductivité thermique que le reste du bac, il est de forme conique pour que sa partie la plus basse soit située vers le centre du bac et les faces inférieures des pièces coniques 41 et 45 sont traitées par pulvérisation d'une matière genre "Téflon" de façon à favoriser la condensation en goutte par effet tensioactif. II est bien connu que la condensation en goutte est très efficace car les gouttes en se constituant libèrent très vite la surface de condensation.De plus les gouttes vont s'écouler gravitairement vers la base de la pièce conique inférieure 41 pour tomber sur le centre de la masse de matière fermentescible contenue. Simultanément une partie de la vapeur d'eau dégagée par la fermentation aérobie va se condenser sous la pièce conique supérieure 45, qui est traitée de la même manière que la pièce 41. Il y aura donc également condensation en goutte sous la pièce conique supérieure 45 et cette eau condensée va s'écouler du centre vers la périphérie de cette pièce pour tomber gravitairement sur la périphérie de la face supérieure de la pièce conique inférieure 41.Comme cette face supérieure est traitée spécialement pour provoquer l'étalement de l'eau condensée celle ci se formera en couche mince de grande surface et sera soumise à une ventilation d'air partiellement déshydraté qui va provoquer une reévaporation partielle de cette eau avec prélèvement de chaleur sur la matière constitutive du condenseur 4. Cet appareil s'apparente donc à un condenseur atmosphérique qui vaporise une faible quantité d'eau pour provoquer une grande condensation d'eau et restituer ainsi à la matière fermentescible un bon taux d'humidité favorable à la continuation de la fermentation. L'application de I' invention à la mise en conformité. avec l'esprit de l'invention. de bacs existants s'explique en regard des figures 5, 6, 7 et 8: L'exemple retenu sur ces figures concerne la mise en conformité d'un bac de l'ordre de 400 litres destiné plus spécialement au petit collectif, mais il est évident que des "KIT" de transformation peuvent être prévus pour n'importe quelle capacité de bacs existants. La modification consiste à percer des trous sur les parois latérales du bac et assez prés de sa base, pour y loger des bouches d'aération 11, dont la figure 8 montre un exemple possible de réalisation. Le couvercle du bac est découpé par des trous circulaires destinés à recevoir des condenseurs 4 qui se fixeront par des vis 21, des traverses 31 sont disposées dans le haut du bac pour permettre la fixation de bacs grillagés 3.On comprend aisément que ce bac transformé deviendra aussi performant qu'un bac neuf conforme à l'esprit de l'invention. Avantages résultant de cette invention: Le fait de provoquer la retombée de l'eau de condensation sur la matière fermentescible (et non plus au fond du bac en contournant la matière à fermenter), est très avantageux en ce que l'on retarde la dessiccation de la matière, ce qui maintient un taux d'humidité favorable à la prolongation d'une bonne fermentation aérobie. II n'y aura plus d'accumulation d'eau au fond du corps du bac 1. Le condenseur 4 , le bac grillagé 3 et les bouches d'aération 11 peuvent être vendus en "KIT" pour la modification très simple de bacs existants, comme cela apparait sur les figures 5, 6 et 7. Le fait de condenser efficacement la vapeur d'eau, formée au moment de la fermentation, provoque une accélération de la ventilation de la matière. En effet, la condensation, même partielle de la vapeur d'eau diminue le volume spécifique de l'air humide ce qui fait baisser, par contraction de volume, la pression qui règne au niveau du haut de l'appareil en particulier à l'intérieur du condenseur. II s'en suit une accélération de la vitesse ascensionnelle de l'air, au sein de la matière, par augmentation de la pression différentielle entre les bouches 11 et le condenseur 4. Il s'en suit donc également une plus grande vitesse de dégradation de la matière organique par une meilleure oxygénation. REVENDICATIONS 1) Bac de collecte des déchets fermentescibles ménagers et assimilés, comportant un corps de bac (1) pourvu, à sa partie inférieure de bouches d'aération (11), munies elles-mêmes de grillages fins (111), doté d'un couvercle (2) articulé sur le corps (1) par une articulation (5) caractérisé en ce que le dessous du couvercle (2) est réalisé par des surfaces en pente, se raccordant entre elles pour former des points bas se situant tous à la verticale de la masse de matière (13) contenue dans le bac, et en ce que la périphérie du couvercle (2) s' inscrit dans un plan sensiblement horizontal, dont le niveau se situe plus haut que le niveau des points bas qui se situent au plus prés de la périphérie du couvercle (2),de telle sorte que l'eau de condensation se formant sous la surface du couvercle (2) s'écoule verticalement sur la masse (13) de matière contenue dans le bac (1). 2) Bac selon revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle (2) comporte un ou plusieurs condenseur (4), constitué de pièces en matériau meilleur conducteur de la chaleur que la matière constitutive des parois du bac (1) et de son couvercle (2), ou en ce que le matériau constitutif du condenseur (4) est le même que celui constitutif du bac et du couvercle, mais dans ce cas, les pièces constitutives du condenseur sont d'épaisseur plus faible que les parois du bac (1) ou du couvercle (2), de façon à ce que la conduction thermique du condenseur (4) soit de toute façon meilleure que celle des parois du bac (1) ou du couvercle (2). 3) Bac selon revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le condenseur (4) comporte des pièces à surface de condensation (41) et (45) à pentes inversées d'une pièce à l'autre, de telle sorte que l'eau condensée sous la surface de la pièce supérieure (45) tombe par gravité sur la partie la plus haute de la face supérieure de la pièce inférieure (41), et en ce que le point le plus bas de la pente de la pièce inférieure (41), où se trouve recueillis les excédents d'eau de condensation, se situe sensiblement à la verticale du centre du bac ou à un point peu éloigné de celui-ci de façon à ce que l'eau condensée retombe sur la masse (13) de déchets fermentescibles contenus et non pas sur les parois internes verticales du bac (1). 4) Bac selon revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les faces inférieures des pièces de condensation (41) et (45) sont pourvues d'un revêtement mince (46) de matière à effet de surface tensioactif pour favoriser la condensation en gouttes de la vapeur d'eau, et en ce que la face supérieure de la pièce de condensation (41) est dépolie ou revêtue d'un tissus à effet capillaire genre "buvard" pour favoriser l'étalement de l'eau de condensation en provenance du ruissellement de la pièce de condensation supérieure (45). 5) Bac selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un bac interne (3) réalisé en grillage d'acier inoxydable ou en grillage de plastique rigide injecté, les dimensions de ce bac interne (3) étant telles qu'il subsiste un espace vide de quelques centimètres entre les parois internes du bac (1) et les faces externes correspondantes du bac interne grillagé (3) de façon à permettre la libre circulation de l'air autour de la masse (13) de déchets fermentescibles contenus dans le bac interne (3). 6) Bac selon revendication 1, caractérisé en ce que le corps de bac (1) et / ou son couvercle (2) sont réalisés en matériaux isolants thermiques, genre mousse alvéolaire protégée ou non par des "gel coat" étanches ou des couches de plastique dur ou semi rigide de protection. 7) Bac selon revendications 1 à 6, caractérisé en ce que il est réalisé à partir d'un bac classique existant dépourvu de bouches d'aération, de bac grillagé interne et de condenseur, et en ce que on y installe des bouches d'aération (11) et/ou un ou plusieurs bacs grillagé interne (3), et /ou un ou plusieurs condenseur (4), ces éléments se mettant en place par perçage et vissage dans le bac existant, et en ce que ces éléments sont vendus en KIT tout préparés avec les vis de fixation (21)et autres accessoires.nécessaires dont les traverses de soutien (31)